Lernstationen Wiederholung Brechung und Reflexion bei Licht

Material: LD-Lichbox, Glaskörper, Winkelscheibe

a) Trapez, b) Halbkreis, c) Dreieck

Brechnung Basis

▶ Ziel: Erfahrungsbasis auffrischen / schaffen

  1. Lass den Lichtstrahl aus verschiedenen Richtungen auf die Glaskörper auftreffen und beobachte den weiteren Verlauf
  2. Ermittle für alle drei Körper Bedinungen, unter denen der Strahl beim Auftreffen auf eine Grenzfläche nicht abgeknickt wird.
  3. Neben dem geraden Durchgang und dem Abknicken an einer Grenzfläche gibt es eine dritte Möglichkeit des Strahlverhaltens an einer Grenzfläche.
    1. Finde die dritte Möglichkeit
    2. Ermittle Bedinungen für ihr Auftreten.
  4. Halte deine Erkenntnisse - ggf. als Zeichnung - in deinem Heft fest.

Begriffe

▶ Ziel: neue Begriffe nennen können

Der Lichtstrahl wird beim Übergang vom Medium M1 zum Medium M2 abgeknickt, man sagt gebrochen. Den Winkel α bezeichnet man dabei als Einfallswinkel, den Winkel β als Brechungswinkel. Wichtig: Beide werdem vom Lot L aus gemessen, welches senkrecht auf der Grenzfläche G steht und durch den Auftreffpunkt des Lichtstrahls geht.

  1. Ergänze deinen Hefteintrag um diese Informationen.

Brechnungsgesetz

▶ Ziel: Brechungsgesetzt nachprüfen können

Es besagt, dass das Verhältnis der Sinuswerte von Einfalls- und Brechungswinkel konstant ist.

 

  1. Lege die folgende Tabelle an prüfe die Gültigkeit des Gesetzes
    5    
    10    
    ...    
  2. ggf. Vorarbeit: Optische Scheibe ausdrucken Optische Scheibe



  3. (zum Vergrößern anklicken)

    1. Lege den halbkreisförmigen Glaskörper wie in der Abbildung gezeigt auf die optische Scheibe. Arbeite exakt.
    2. Lass den Lichtstrahl genau im Mittelpunkt der optischen Scheibe auf den Glaskörper treffen und ermittle für Einfallswinkel von 5°, 10°, 15°, 20°, ... jeweils den Brechungswinkel

  4. Ergänzende Info: Die Gesetzmäßigkeit wurde bereits vor langer Zeit vom holländischen Physiker Willebrord Snell entdeckt - und zwar in dem Jahr, in dem der Krieg begann, dessen Frieden in Münster geschlossen wurde.

Optisch dichter oder dünner?

▶ Ziel: Begriffe erläutern können

Man sagt: Licht wird beim Übergang vom optischen dünneren zum optische dichteren Medium zum Lot hin gebrochen.

  1. Ist Luft oder Glas optisch dichter?
  2. Prüfe experimentell, ob Glas oder Wasser optisch dichter ist.
  3. Notiere deine Erkenntnisse.

Licht um die Ecke? Knobelaufgabe

Arrangiere die Glaskörper so, dass das Licht (etwa) den folgenden Weg nimmt. (es reichen 2 der Körper)

Jetzt mit Farbe

▶ Ziel: Farbzerlegung erklären können

Bisher wurde bein einem Einfallswinkel von einem Brechungswinkel gesprochen. Genaugenommen ist das nicht richtig, denn für jede Lichtfarbe ist der Brechungswinkel leicht unterschiedlich. Den Effekt sieht man aber erst deutlich, wenn 2 oder mehr Brechungen nacheinander stattfinden.

  1. Probier es aus: Sorge durch 2 oder mehr Brechungen nacheinander dafür, dass sich das Licht aufteilt.
  2. Notiere die Versuchsanordnung und zeichne insbesondere mit passender Farbe den am starksten und den am schwächsten gebrochenen Strahl ein.

Ende