Bereich 10
Optik
Lichtstrahlen, Spiegel und Linsen
In der Optik geht es um Licht: wie es sich geradlinig ausbreitet, an Spiegeln zurückgeworfen wird und abknickt, wenn es in Glas oder Wasser übergeht. Linsen und Spiegel nutzen diese Regeln, um in Kameras, Brillen und Teleskopen Bilder zu erzeugen.
Für wen es passt
Kinder, die gern mit Winkeln und Schatten knobeln, und alle, die neugierig auf Brillen, Kameras und Regenbögen sind.
Was du lernst
- Wie sich Licht als Strahlen ausbreitet und Schatten wirft
- Wie ein Spiegel Licht reflektiert: Einfallswinkel gleich Reflexionswinkel
- Warum Licht abknickt (Brechung), wenn es in Glas oder Wasser übergeht
- Wie Linsen Licht sammeln oder zerstreuen und Bilder erzeugen
Beispielexperimente
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Richte einen Lichtstrahl auf einen Spiegel und miss die Winkel vor und nach der Reflexion.
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Lass einen Lichtstrahl in einen Glasblock fallen und beobachte, wie sich seine Richtung ändert.
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Verschiebe eine Linse auf einer optischen Bank und finde die Stelle, an der das Bild scharf wird.
Was du bauen kannst
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Ein Periskop mit zwei Spiegeln
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Ein Aufbau mit einer Lupe
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Ein Kameramodell mit Linse und Schirm
Diese Beispiele zeigen, welche Art von Arbeit es in diesem Bereich gibt. Die veröffentlichten Lektionen können davon abweichen.
Was die Simulation vereinfacht
- Licht wird vor allem als Strahlen behandelt (Strahlenoptik); Welleneffekte wie Interferenz und Beugung gehen über diese Lektionen hinaus.
- Linsen und Spiegel haben ideale Formen; echte Linsen haben Fehler und können Farben verschwimmen lassen.
Jede Simulation vereinfacht die Wirklichkeit. Zu wissen, auf welche Weise sie das tut, gehört zum Lernen von Technik dazu.
Bezüge zu Schulfächern
Physik (Licht), Mathematik (Winkel und Geometrie), Biologie (das Auge), Kunst und Fotografie
Verbindungen zu anderen Bereichen
Die Optik ist mit elektrischen Stromkreisen (Lichtquellen und Sensoren), mit Tragwerken und Materialien (Glas und Durchsichtigkeit) und mit der Robotik (Kameras und Lichtsensoren) verbunden.
Gut zu wissen
Auch dein Auge hat eine Linse: Sie bündelt das Licht auf der Rückseite des Auges, ähnlich wie das Objektiv einer Kamera das Licht auf ihren Sensor bündelt.