Zusammenfassung Stundenthema

Physik Übungen - Stundenthema Licht und Reflexion - A.M. - E.C.
1. Übersicht - Stundenthema
Unterrichts- Versuchsablauf wurde anhand der hochgeladenen Prezi Datei vorgestellt.
Erfahrungen bezugnehmend auf Verständnisprobleme der SchülerInnen hinsichtlich der Reflexion/
Strahlenverlauf (konvexer/konkaver Spiegel) wurden erwähnt und mögliche Probleme diskutiert.
2. Testbesprechung - Übungsbeispiele
Die hochgeladenen Fragen bzgl. Reflexion/ Licht werden angedeutet und in der Gruppe
besprochen.
3. Versuchsphase
Die Versuchsanordnung mit den im Prezi erwähnten Leuchten und Spiegeln wird aufgebaut und
vorgeführt. Die Vorbereitung ist denkbar einfach, die Durchführung lässt die unterschiedlichen
Spiegelarten und deren Reflexionsergebnisse klar veranschaulichen. Hierbei gilt es
entsprechende Anweisungen und Übungsblätter mit genauen Aufgabenstellungen vorzubereiten.
Als zweiter Versuch wurde mit einer Lampe, später mit einem Laserstrahl, eine glatte und
zerknitterte Alufolie beleuchtet. Die diffuse Reflexion ließ sich an der Decke aber nur leicht
erkennen. Dieser Versuch ist demnach nur bedingt empfehlenswert, der Effekt entsprechend zu
gering.
Überblick Hohl- und Wölbspiegel
Lehrplanbezug:
Bildungs- und Lehraufgabe:1
Ausgehend von fachspezifischen Aspekten wird die enge Verflechtung der Physik mit anderen
Naturwissenschaften bearbeitet: Der Unterrichtsgegenstand trägt zu allen Bildungsbereichen bei
und soll sich keinesfalls nur auf die Darstellung physikalischer Inhalte beschränken. Der Unterricht
hat das Ziel, den SchülerInnen das Modelldenken der Physik (Realwelt – Modell –
Modelleigenschaften – Realwelt) zu vermitteln und physikalisches Wissen in größere
Zusammenhänge zu stellen. Dies geschieht durch:
1

bewusstes Beobachten physikalischer Vorgänge.

Verstehen und altersgemäßes Anwenden von typischen Denk- und Arbeitsweisen der
Lehrplan bmukk. URL: http://www.bmukk.gv.at/medienpool/883/lp_hs_physik_883.pdf [Stand 03.03.2011]
Physik.

Erkennen von Gültigkeitsgrenzen physikalischer Gesetzmäßigkeiten in alltagsbezogenen
Situationen.

Eigenständige und handlungsorientierte Auseinandersetzung mit Problemen aus dem
Erfahrungsbereich der SchülerInnen nach Möglichkeit ausgehend von
Schülerexperimenten.

Entwickeln von Erklärungsversuchen beziehungsweise Modellvorstellungen und deren
Anwendungen bei physikalischen Vorgängen in Natur und Technik.
Sachanalyse:
notwendige Vorkenntnisse:
Prinzip des Sehens, Reflexionsgesetz, Einfallswinkel, Reflexionswinkel, Einfallslot.
Strukturelle Elemente
Begriffe

konkav
Eine nach innen gekrümmte bzw. gewölbte Ebene.
z.B.: Hohlspiegel, Parabolspiegel, Sammelspiegel

konvex
Eine nach außen gekrümmte bzw. gewölbte Ebene.
z.B.: Verkehrsspiegel, Rosenspiegel

Brennpunkt (Hohlspiegel - Sammelspiegel)
Sämtliche, parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen laufen zusammen und
schneiden einander im Brennpunkt.

Divergente Reflexion (Wölbspiegel - Zerstreuungsspiegel)
Sämtliche, parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen laufen auseinander.

Optische Achse
eine gedachte Linie, die durch den Krümmungsmittelpunkt einer Linse oder Kugel geht.
(Braucht man zur Konstruktion von Spiegelbildern und Linsenbildern.)
Transfermöglichkeiten / fachübergreifende Bezüge
Fachübergreifend kann ein Bezug zur Mathematik (Berechnung der Dioptrien von Brillengläsern,
Brennweite), oder auch ein Bezug zur Geschichte (Galileo), Technik (Photographie, Funk –
Richtsender, Laser) oder Wirtschaft (Energiegewinnung, Solar) hergestellt werden.
Grafische Darstellung der Zusammenhänge
Beispiele, die wir im Alltag beobachten können

Wölbspiegel
◦ Autorückspiegel
◦ Verkehrsspiegel
◦ Überwachungsspiegel

Hohlspiegel
◦ Scheinwerfer
◦ Kosmetik-, Rasierspiegel
◦ Brennspiegel – Energiegewinnung
◦ Satellitenschüssel
Überblick Lichtbrechung - Lichtspektrum
Sachanalyse:
notwendige Vorkenntnisse:
Prinzip des Sehens, Reflexionsgesetz, Einfallswinkel, Reflexionswinkel, Einfallslot.
Sammellinse, Zerstreuungsspiegel, konvex, konkav, Brennpunkt, optische Achse.
Strukturelle Elemente
Begriffe

optisches Medium
Material, durch welches ein einfallender Lichtstrahl hindurchtritt.

Brechungswinkel
Lichtstrahl, der durch ein optisches Medium hindurchtritt, wird gebrochen.
Der Brechungswinkel ist abhängig von der Dichte des Mediums.

Grenzwinkel
Jener Winkel, bei dem Totalreflexion eintritt.

Totalreflexion
Bei einem bestimmten Einfallswinkel des Lichtstrahles auf das optische Medium gibt es keine
Brechung mehr. Der Lichtstrahl wird zu Gänze nach dem Reflexionsgesetz reflektiert.

Prisma
optisches Medium, welches einen einfallenden Lichtstrahl in die Regenbogenfarben aufteilt

Hauptfarben
Das weiße Licht wird in die 7 Hauptfarben zerlegt: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo,
Violett.

Farbzerstreuung, Spektrum, Spektralfarben
Rotlicht wird am wenigsten gebrochen, Violett am stärksten. Das entstehende Farbband
nennt man Spektrum. Die sieben Hauptfarben werden Spektralfarben genannt.

Komplementärfarben
Farbpaare die weißes Licht ergeben nennt man Komplementärfarben.
Wichtige Farbpaare sind: blau/gelb, grün/purpur, rot/blaugrün.
Transfermöglichkeiten / fachübergreifende Bezüge
Fachübergreifend kann ein Bezug zur Mathematik bzw. Geometrischen Zeichnen (Zeichen des
Weges des Lichtstrahles durch optische Medien bei bekannten Brechungsindex), der Technik im
allgemeinen (Optik, Korrektur der Sehschärfe, Prinzip der Spiegelreflexkamera, Photographie,
Fernrohr, Periskop u.v.m.) oder Wirtschaft (Datentransfer via Glasfaserkabel) hergestellt werden.
Grafische Darstellung der Zusammenhänge

Tafelbilder
Der Mann sieht auf dem Bild die Pflanze bei Position b, obwohl sie sich bei Position a befindet.
Dies liegt daran, dass das Gehirn ähnlich wie beim Spiegel davon ausgeht, dass sich das Licht
geradlinig ausbreitet, das Licht aber beim Übergang von Luft zu Wasser gebrochen wird.
Brechung von Licht durch die Wassertropfen - Hauptfarben des Regenbogens:
Beispiele, die wir im Alltag beobachten können

Regenbogen

Photographie

Brille

Verkehrsspiegel

Fernrohr
Überblick Reflexion
Sachanalyse:
notwendige Vorkenntnisse:
Prinzip des Sehens: Ein Objekte ist nur dann sichtbar, wenn das darauf fallende Licht, zum Auge
des Betrachters hin, reflektiert wird. Spiegel erzeugen Seitenverkehrte Bilder.
Strukturelle Elemente
Begriffe

Reflexionsgesetz
Einfallwinkel ist gleich dem Ausfallwinkel (Reflexionswinkel).

einfallender Strahl, Einfallswinkel
Der zu einer spiegelnden bzw. reflektierenden Fläche hinweisende Lichtstrahl.

reflektierter Strahl, Reflexionswinkel
Der von einer spiegelnden bzw. reflektierenden Fläche weggehende Lichtstrahl.

Einfallswinkel
Winkel, zwischen einfallendem Lichtstrahl und dem Einfallslot, oder: der Komplementärwinkel
zwischen der Spiegelebene und dem einfallendem Lichtstrahl.

Reflexionswinkel
Winkel, zwischen weggehendem Lichtstrahl und dem Einfallslot, oder: der Komplementärwinkel
zwischen der Spiegelebene und dem weggehendem Lichtstrahl.

Einfallslot
Liegt normal zur Spiegelebene im Auftreffpunkt des Lichtstrahles.

diffuse Reflexion
Auf Grund von rauen Oberflächen haben die Lichtstrahlen unterschiedliche Einfallswinkel und
demnach unterschiedliche dazugehörende Reflexionswinkel. Somit wird das Licht in viele
verschiedene Richtungen hin reflektiert.
Grafische Darstellung der Zusammenhänge

Tafelbild
Beispiele, die wir im Alltag beobachten können

Badezimmer

Verkehr; Autorückspiegel, Verkehrsspiegel bei unübersichtlichen Stellen

Optik: Spiegelreflexkamera, Glasfaser

Reflektoren (Tripelspiegel als "Katzenaugen"), Richtsender
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