Reflexion & Brechung

Der Abbildungsmaßstab am Hohlspiegel

Prinzip Die Gewinnung der Gleichung A =  B/G  =  b/g (Abbildungsmaßstab) auf theoretischem Wege bereitet im Allgemeinen kaum Schwierigkeiten. Es empfiehlt sich daher, das Experiment als Bestätigungsexperiment einzusetzen. Dann haben die Schüler eine ausreichende Zielorientierung für das Experimentieren und wissen von vornherein, dass es darauf ankommt, die beiden Quotienten B/G und b/g durch Rechnung zu gewinnen und zu vergleichen, nachdem die 4 auftretenden Größen experimentell ermittelt worden sind. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

Eigenschaften des Hohlspiegels

Prinzip Die zur Konstruktion der Strahlverläufe relevanten Strahlverläufe von : Parallelstrahl, Scheitelpunktsstrahl, Brennpunktsstrahl und Mittelpunktsstrahl werden in diesem Versuch eingeführt. Vorteile • minimale Vorbereitungszeit • lichtstarke Halogenleuchte • einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • ideale Ergänzung zu analogen Schülerversuchen durch direkt vergleichbare Geräte

Eigenschaften des Wölbspiegels

Vorteile • minimale Vorbereitungszeit • lichtstarke Halogenleuchte • einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • ideale Ergänzung zu analogen Schülerversuchen durch direkt vergleichbare Geräte

Entstehung eines Bildpunktes am ebenen Spiegel

Prinzip Der Bildpunkt zu einem Gegenstandspunkt entsteht am ebenen Spiegel dadurch, dass vom Gegenstandspunkt ausgehende Strahlen so reflektiert werden, als ob die rückwärtigen Verlängerungen der reflektierten Strahlen von einem Punkt hinter dem Spiegel herzukommen scheinen. Vorteile • minimale Vorbereitungszeit • lichtstarke Halogenleuchte • einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • ideale Ergänzung zu analogen Schülerversuchen durch direkt vergleichbare Geräte

Klassensatz Schülerversuche Phänomenologische Optikfür 30 Schüler

Lichtdurchgang durch eine planparallele Platte

Prinzip Mit diesem Versuch wird das Ziel verfolgt, durch die Anwendung des Brechungsgesetzes eine Festigung der wichtigen Gesetzmäßigkeiten beim Schüler zu erreichen. Dies wird mit der Untersuchung und anschließenden Begründung des Verlaufs eines schmalen Lichtbündels beim Durchgang durch eine planparallele Glasplatte angestrebt. In einem zweiten Versuch soll die optische Versetzung des gebrochenen Lichtbündels gegenüber dem einfallenden Lichtbündel in Abhängigkeit vom Einfallswinkel untersucht werden. Damit ergibt sich die Möglichkeit, Alltagserfahrungen der Schüler (schräger Blick aus einem Zugfenster) und wichtige technische Anwendungen (optisches Mirkometer) zu diskutieren. Der zweite Teilversuch ist anspruchvoller hinsichtlich der Fähigkeiten und experimentellen Fertigkeiten der Schüler. Beide Versuche können als Einheit gesehn werden, eine isolierte Durchführung ist jedoch ebenfalls möglich. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

Lichtdurchgang durch eine planparallele Platte

Vorteile • minimale Vorbereitungszeit • lichtstarke Halogenleuchte • einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • ideale Ergänzung zu analogen Schülerversuchen durch direkt vergleichbare Geräte

Lichtleitung durch Totalreflexion

Vorteile • minimale Vorbereitungszeit • lichtstarke Halogenleuchte • einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • ideale Ergänzung zu analogen Schülerversuchen durch direkt vergleichbare Geräte

Reelle Bilder am Hohlspiegel

Prinzip Mit Hilfe von Parallelstrahlen und Brennpunktstrahlen wird die Entstehung reeller Bilder am Hohlspiegel demonstriert; gleichzeitig werden die Eigenschaften der Bilder gezeigt. Vorteile • minimale Vorbereitungszeit • lichtstarke Halogenleuchte • einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • ideale Ergänzung zu analogen Schülerversuchen durch direkt vergleichbare Geräte

Reflexion am Hohlspiegel

Prinzip In der Reihe der Experimente zur Reflexion des Lichts kommt diesem Versuch eine besondere Bedeutung zu. Die Kenntnisse über das Reflexionsgesetz und über die Reflexion am ebenen Spiegel werden gefestigt und auf einen neuen Sachverhalt übertragen. Der Schwerpunkt des ersten Teilversuches liegt auf der Beobachtung des Verlaufs der parallel einfallenden und vom Hohlspiegel reflektierten Lichtbündel und in diesem Zusammenhang dem Kennenlernen des Begriffs "Brennpunkt". Im zweiten Teilversuch wird der Verlauf von drei ausgewählten Lichtbündeln experimentell untersucht und damit die allgemeine Voraussetzung für das Verständnis der später zu behandelnden Bildentstehung erbracht. Der zweite Teilversuch ist anspruchsvoller hinsichtlich der Fähigkeiten und experimentellen Fertigkeiten der Schüler. Beide Versuche können als Einheit gesehen werden, eine isolierte Durchführung ist jedoch ebenfalls möglich und im Interesse einer gewissenhaften Durchführung und der Ausprägung von experimentellen Fertigkeiten ratsam. Es kann aber auch eine getrennt-gemeinschaftliche Arbeitsweise (jede Lerngruppe untersucht den Verlauf eines anderen ausgewählten Lichtbündels, am Versuchsende wird zu einem Gesamtergebnis zusammengefasst) empfohlen werden. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

Reflexion am Planspiegel

Prinzip Es ist das Ziel dieses Versuches, das Reflexionsgesetz experimentell zu gewinnen. Dabei wird zunächst bewusst auf die Einführung der Begriffe Einfallswinkel, Einfallslot und Reflexionswinkel verzichtet. Erst im Laufe der Durchführung lernen die Schüler diese Begriffe als zweckmäßig kennen. Den Schülern sollte jedoch zu Beginn des Versuches erläutert werden, dass es zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Richtung des einfallenden und des zurückgeworfenen (reflektierten) Lichtbündels sinnvoll ist, Winkel zu messen und zu vergleichen. Der Versuch besteht aus zwei Teilen. Im ersten Schritt wird die Winkelabhängigkeit der Reflexion am ebenen Spiegel untersucht und das Reflexiongesetz mit seinen Aussagen über Einfallswinkel und Reflexionswinkel gewonnen. Beim zweiten Teilversuch wird auf indirektem Wege bewiesen, dass einfallendes und reflektiertes Lichtbündel und das Einfallslot in einer Ebene liegen. Durch Verändern der Lage einer Blatthälfte wird gezeigt, dass nur bei gleicher Lage beider Blatthälften in derselben Ebene das reflektierte Lichtbündel in seiner gesamten Länge sichtbar ist. Damit stellen beide Teilversuche eine Einheit hinsichtlich der vollständigen experimentellen Erarbeitung des Reflexionsgesetzes dar, sind jedoch auch isoliert voneinander durchführbar. Ebenso ist ein differenzierter Einsatz in einer Lerngruppe oder auch der vollständige Verzicht auf die experimentelle Erarbeitung der Lagebeziehung möglich. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

Reflexion am Wölbspiegel

Prinzip Die Experimente zur Reflexion am Wölbspiegel dienen der Festigung der bei den Versuchen zum ebenen Spiegel und zum Hohlspiegel gewonnenen Kenntnisse und experimentellen Fertigkeiten. Ziel dieses Versuches ist es einerseits die Reflexion am Wölbspiegel zu beobachten und den Brennpunkt und damit die Brennweite experimentell zu bestimmen. Andererseits sollen durch die Beobachtung eines ausgewählten Lichtbündels die Schüler zu der Erkenntnis geführt werden, dass das am ebenen Spiegel gewonnene Reflexionsgesetz Allgemeingültigkeit besitzt und somit auch auf den Wölbspiegel angewendet werden kann. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler