I. GRUNDLAGEN Man kann die Ausbreitung von Licht durch Lichtstrahlen modellhaft beschreiben. Dabei gilt: Licht breitet sich geradlinig aus.

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Peter Richter
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1 DATUM: I. GRUNDLAGEN Man kann die Ausbreitung von Licht durch Lichtstrahlen modellhaft beschreiben. Dabei gilt: Licht breitet sich geradlinig aus. Wenn ein Lichtstrahl auf die Oberfläche eines lichtundurchlässigen Körpers trifft, so wird er von dieser reflektiert. Darunter versteht man, dass der Lichtstrahl von der Oberfläche zurückgeworfen wird und dabei seine Ausbreitungsrichtung ändert. Man spricht von der Reflexion des Lichts. Wenn diese Oberfläche glatt oder poliert ist (z. B. Wasseroberfläche, Glasscheibe, Metalloberfläche), kann die Reflexion besonders gut beobachtet werden. Um die Reflexion zu beschreiben werden die folgenden Größen benutzt: einfallender Lichtstrahl Luft Grenzfläche α A Lot α' lichtundurchlässiger Körper reflektierter Lichtstrahl Das Lot ist eine gedachte Linie, die senkrecht zur Grenzfläche steht. Es schneidet die Grenzfläche in dem Punkt, wo der Lichtstrahl auf diese auftrifft (auf der Figur durch A gekennzeichnet). Der einfallende Lichtstrahl ist der Strahl, der auf die Grenzfläche auftrifft. Der reflektierte Lichtstrahl ist der Strahl, der von der Grenzfläche zurückgeworfen wird. Der Einfallswinkel α ist der Winkel zwischen dem Lot und dem einfallenden Lichtstrahl. Der Reflexionswinkel α ist der Winkel zwischen dem Lot und dem reflektierten Lichtstrahl. Für die Reflexion soll ein Gesetz hergeleitet werden, welches das Phänomen beschreibt. P. Rendulić

2 II. REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN 1. Materialbedarf 12 V / 20 W mit Kondensorlinse, Holzklotz, Spiegel, Papier, Karton, Aluminiumfolie, Bleistift. 2. Versuchsaufbau: Suche im Anhang das Arbeitsblatt Reflexion von Licht an planen Flächen (Seiten 5, 6, 7 und 8) und lege es vor dich auf den Tisch! Das Arbeitsblatt kann bei Bedarf mit Klebeband am Tisch befestigt werden. Schließe die an die Spannungsquelle an (die richtige Spannung von 12 V liegt an den 2 schwarzen Buchsen der Energiezelle an)! Stelle die und den Holzklotz wie angegeben auf die markierten Stellen des Arbeitsblatts! 3. Versuchsdurchführung und Auswertung Stelle die unterschiedlichen Oberflächen, an denen die Reflexion untersucht werden soll, vor den Holzklotz! Es handelt sich dabei um den Spiegel, die Rückseite des Spiegels, ein leicht zerknülltes Stück Aluminiumfolie, ein schwarzes Stück Karton. Trage jeweils den Verlauf des Lichts, sowie deine Beobachtungen auf dem Arbeitsblatt ein! III. REFLEXION VON LICHT AM PLANSPIEGEL 1. Materialbedarf 12 V / 20 W mit Kondensorlinse und Spaltblende, Kombispiegelmodell, Lineal, Winkelmesser. 2. Versuchsaufbau: Suche im Anhang das Arbeitsblatt Reflexion von Licht am Planspiegel (Seite 9) und lege es vor dich auf den Tisch! Das Arbeitsblatt kann bei Bedarf mit Klebeband am Tisch befestigt werden. Schließe die an der Spannungsquelle an (die richtige Spannung von 12 V liegt an den 2 schwarzen Buchsen der Energiezelle an)! Lege die 1-Spalt-Blende in die Öffnung der! Stelle das Kombispiegelmodell wie angegeben auf das Arbeitsblatt! P. Rendulić

3 ACHTUNG: es ist wichtig, dass der Spiegel bei den Versuchen nicht verrutscht! 3. Versuchsdurchführung: Stelle die so auf den Tisch, dass der aus ihr austretende Lichtstrahl mit der Linie (a) übereinstimmt! Benutze ein Lineal und einen Bleistift, um den gesamten Verlauf des Lichtstrahls auf dem Arbeitsblatt einzuzeichnen! Wiederhole den Versuch für die Linien (b) bis (h)! Trenne die von der Spannungsquelle! 4. Versuchsauswertung: Kennzeichne die Spiegelebene und das Lot auf der Figur des Arbeitsblatts! Benutze ein Zeichendreieck und miss für die Fälle (a) bis (h) jeweils den Einfallswinkel und den Reflexionswinkel des Lichtstrahls! Trage die Messwerte in die folgende Tabelle ein! Fall Einfallswinkel (in ) Reflexionswinkel (in ) (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) P. Rendulić

4 Vergleiche für jeden Fall den Einfallswinkel mit dem Reflexionswinkel und formuliere das Reflexionsgesetz! Wie wird ein Strahl, der senkrecht auf den Spiegel auftrifft reflektiert? IV. REFLEXION VON LICHT AM HOHLSPIEGEL UND WÖLBSPIEGEL Ein Hohl- oder Wölbspiegel entsteht immer dann, wenn die Spiegeloberfläche nicht plan, sondern nach innen oder außen gewölbt ist. Du kannst dies z. B. bei einem Löffel beobachten, je nachdem welche Seite du betrachtest. 1. Materialbedarf 12 V / 20 W mit Kondensorlinse und Spaltblende, Kombispiegelmodell, Lineal. 2. Versuchsaufbau: Suche im Anhang die Arbeitsblätter Reflexion von Licht am Hohlspiegel und Reflexion von Licht am Wölbspiegel (Seite 10 und 11) und lege sie vor dich auf den Tisch! Das Arbeitsblatt kann bei Bedarf mit Klebeband am Tisch befestigt werden! Stelle das Kombispiegelmodell wie angegeben auf das Arbeitsblatt! Setze die Spaltblende so ein, dass 5 parallele Lichtstrahlen aus der Box austreten! Trage jeweils den Verlauf der Lichtstrahlen, sowie deine Beobachtungen auf dem Arbeitsblatt ein! P. Rendulić

5 VI. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN OBERFLÄCHE: SPIEGEL Holzklotz P. Rendulić

6 VI. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN OBERFLÄCHE: RÜCKSEITE DES SPIEGELS Holzklotz P. Rendulić

7 VI. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN OBERFLÄCHE: ALUMINIUMFOLIE Holzklotz P. Rendulić

8 VI. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN OBERFLÄCHE: SCHWARZER KARTON Holzklotz P. Rendulić

9 VII. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AM PLANSPIEGEL (h) (f) (g) (e) (d) (c) (b) (a) Die Versuchsauswertung befindet sich auf den Seiten 3 (Tabelle) und 4. P. Rendulić

10 VIII. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AM HOHLSPIEGEL P. Rendulić

11 IX. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AM WÖLBSPIEGEL P. Rendulić

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