Lösungen zum Arbeitsheft 3. Optik – die Lehre vom Licht
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Lösungen zum Arbeitsheft 4 3. Optik – die Lehre vom Licht 1. Filter 2. If the Moon moves in front of the Sun then you can observe a solar eclipse in some regions on Earth. If the Moon moves into Earth’s shadow then you can observe a lunar eclipse. 3. Hauswand Stern Edelstein selbst leuchtend NeonrÖhre Taschenlampe nicht selbst leuchtend Planeten Kerze 25 4 Lösungen zum Arbeitsheft 33. Auge Erzeugung des Bildes Lichtempfindliche Schicht Regelung der Helligkeit Einstellung der Entfernung Eintrittsöffnung für Lichtstrahlen (digitaler) Fotoapparat Augenlinse Objektivlinse Netzhaut Chip oder digitaler Sensor Regenbogenhaut Blende Änderung der Linsenkrümmung Verschiebung des Objektivs Pupille Blendenöffnung 34. Der Staub auf der Autoscheibe streut das Licht, dadurch scheint es, als „leuchte“ sie und blendet damit den Fahrer oder die Fahrerin. 35. Das Rasterelektronenmikroskop (kurz REM) verwendet einen Elektronenstrahl, um ein Abbild des Objekts zu erzeugen. Um einen solchen Elektronenstrahl verwenden zu kön­ nen, muss eine sehr hohe Spannung (mehr als 100 000 V) vorliegen. Daher können keine lebenden Organismen mit diesem Mikroskop untersucht werden und die Objekte müssen vorher mühsam präpariert werden. Das Ras­ terelektronenmikroskop wurde im Jahr 1937 von Manfred von Ardenne entwickelt. Heute haben solche Mikroskope einen typischen Vergrößerungsfaktor von 1 000 000 : 1. (Ver­ gleich dazu: In der Lichtmikroskopie beträgt der Vergrößerungsfaktor lediglich 1000 bzw. 2000 : 1). 36. Durch ein Mikroskop erhält man vergrößerte, verkehrte Bilder. Das Fernrohr besteht aus zwei Linsensys­ temen. Die Linse, die sich näher beim Auge zu 36. befindet, nennt man Okular und die andere Linse heißt Objektiv. 37. Refraktor: Der Refraktor besteht aus einem Okular (Sammellinse), einem Tubus und einem Objektiv (Sammellinse). Das Licht fällt zuerst auf das Objektiv und dann auf das Okular, hinter dem das Auge des Betrachters oder ein Sensor ist. Das Bild wird durch das Linsensystem umgedreht. Reflektor: Der Reflektor besteht aus einem Tubus, einem Hauptspiegel, einem Umlenk­ spiegel und einem Okular (Sammellinse). Das Licht fällt in den Tubus, wird durch den Hauptspiegel gebündelt und fällt dann auf den Umlenkspiegel. Durch den Umlenkspie­ gel ändert sich der Strahlengang des Lichtes, sodass sich der Beobachter oder der Sensor neben dem Teleskop befinden kann. Nach dem Umlenkspiegel bewegt sich das Licht durch das Okular, hinter dem das Auge des Betrachters oder ein Sensor ist. Das Bild wird durch das Linsensystem umgedreht. 33 4 Lösungen zum Arbeitsheft 38. GRÜN ROT CYAN MAGENTA 41. GELB Reyhan und Leonhard haben im Physikun­ terricht gelernt, dass undurchsichtige Körper in der Mischfarbe des von ihnen reflektier­ ten Lichtes erscheinen. Als die beiden im Schulbuffet sitzen, betrachtet Leonhard seine Erdbeeren und sagt „Also ich denke, ich habe noch immer nicht gut verstanden, warum Erd­ beeren rot sind.“ Reyhan erklärt: „Naja, das Licht fällt auf die Oberfläche der Erdbeeren. Die Erdbeere ver­ schluckt den BLAUEN und den GRÜNEN Anteil des Lichts und reflektiert nur den ROTEN Anteil, deshalb sehen wir sie ROT.“ Leonhard: „Okay, verstehe. Aber wie sieht es mit deinem Apfel aus. Der ist teilweise rot und teilweise gelb?“ Reyhan: „Aha, das ist eine gute Frage. Die Oberfläche des Apfels ist unterschiedlich be­ schaffen. Das mit den ROTEN Stellen funktio­ niert wie bei der Erdbeere, die GELBEN Stellen hingegen verschlucken nur den BLAUEN Anteil des Lichtes und GRÜN und ROT werden reflektiert. Da die Mischung aus GRÜNEM und ROTEM Licht GELB ergibt, sehen wir diese Stel­ len in GELB.“ 34 2. Sichtbares Licht Glühlampe 3. Ultraviolette ­Strahlung UV-Bestrahlungslampe 4. Röntgenstrahlung Röntgenapparat Röntgenstrahlen transportieren viel Strah­ lungsenergie. Diese Strahlungsenergie kann auf die Zellen des menschlichen Körpers übertragen werden. Dadurch kommt es zu einer Beschädigung der Zellen. Man sollte sich niemals Röntgenstrahlung ohne Grund aussetzen. 43. Im Jahr 1895 forschte Wilhelm Conrad Rönt­ gen an einem scheinbar uninteressanten Phänomen, das ihm beim Arbeiten mit seiner neuen Apparatur aufgefallen war. Seine Apparatur bestand aus einer verkleideten Röhre mit Elektroden. Obwohl aus der Röhre eigentlich keine Strahlen austreten konnten, leuchtete ein auf dem Labortisch liegendes Plättchen mit einer chemischen Substanz zeitgleich mit dem Einschalten der Röhre auf. Schnell fand Röntgen heraus, dass die Verklei­ dung der Röhre doch von Strahlung durch­ drungen wurde und, dass diese Strahlung so­ gar Fotoplatten dunkel färbte. Zuerst dachte Röntgen, dass er einer Täuschung unterlag. Daher erfuhr niemand von der bahnbrechen­ den Entdeckung, solange er nicht gründlich geforscht und experimentiert hatte. Da Rönt­ gen nicht wusste, wie die Strahlen entstanden waren, bezeichnete er sie als „X-Strahlen“. Es dauerte aber nicht lange und sie wurden nach ihrem Entdecker „Röntgenstrahlen“ ge­ nannt. Die erste Röntgenaufnahme erstellte Wilhelm Conrad Röntgen von der Hand seiner Frau. Schon wenige Jahre später besaßen die meisten Kliniken und Krankenhäuser Röntgenapparate. Plötzlich war es möglich, Umrisse der menschlichen Innereien, das Skelett, ungeborene Kinder im Mutterleib und anderes sehr dichtes Gewebe sichtbar zu machen. Im Jahr 1901 erhielt Wilhelm Conrad Röntgen dafür den Nobelpreis. 39. 40. Wärmelampe 42. BLAU 1. Infrarotstrahlung Lösungen zum Arbeitsheft 44. 45. Strahlungsart Anwendung Gammastrahlung Atomphysik Röntgenstrahlung Medizin, Werkstoffprüfung UV-Strahlung UV-Bestrahlung, Quecksilberdampflampe Sichtbares Licht Sehen, Fotografie Infrarotstrahlung Wärmestrahlung Mikrowellenstrahlung Radar Hochfrequente Wellen der Nachrichtentechnik Radio, Fernsehen Niederfrequente Wellen der Nachrichtentechnik Telefon 4 km Lichtgeschwindigkeit v = 300 000 s km In 2,56 s legt das Licht daher 300 000 s · 2,56 s = 768 000 km zurück. Das entspricht der Distanz Erde – Mond – Erde. Daher: Entfernung Erde – Mond: 768 000 km : 2 = 384 000 km. 46. 35
