Licht und Schatten
Infobox
Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.
Hinweis
Es wird darauf hingewiesen, dass für jedes Experiment entsprechend der eigenen Durchführung vor der erstmaligen Aufnahme der Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden muss. Jede fachkundige Nutzerin/jeder fachkundige Nutzer muss die aufgeführten Inhalte eigenverantwortlich prüfen und an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen.
Weder die Redaktion des Lehrerfortbildungsservers noch die Autorinnen und Autoren der veröffentlichten Experimente übernehmen jegliche Haftung für direkte oder indirekte Schäden, die durch exakten, veränderten oder fehlerhaften Nachbau und/oder Durchführung der Experimente entstehen. Weiterführende Informationen erhalten Sie unter www.gefahrstoffe-schule-bw.de
| Klassenstufe : | 7/8 |
| Versuchstyp : | (B) |
| Methodische Variante: | [2], Erarbeitung im L-S-Gespräch |
Unterrichtssituation
Es soll die Entstehung des Schattenbildes zunächst bei Beleuchtung mit einer als punktförmig angenommenen Lichtquelle, anschließend bei Beleuchtung mit zwei Lichtquellen untersucht werden. Nach einem geeigneten Einstieg wird gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern (SuS) der Versuchsaufbau erarbeitet. Vor der Versuchsdurchführung werden im Lehrer-Schüler-Gespräch die Teilkompetenzen {3}-teilweise, {4} und {5} erarbeitet. Im ersten Teilversuch wird auf das Aufstellen von Hypothesen {2} verzichtet. Nachdem die Entstehung des Schattenbildes bei der Beleuchtung mit einer einzelnen Lichtquelle anhand des Strahlenmodells des Lichts besprochen wurde, sollen die SuS mit dem nun vorhandenen Wissen erstmalig selbstständig Hypothesen zum Schattenbild bei Beleuchtung mit zwei Lichtquellen aufstellen und dies experimentell überprüfen.
Lehrgangsskizze
Einstieg, Hinführung:
Als Einstieg können Comics zu möglichen und unmöglichen Schattenbildern vorgestellt und diskutiert werden. Der Lehrer erarbeitet gemeinsam mit den SuS, welche Geräte
zum Erzeugen eines Schattenbildes notwendig sind.
Ziel (offene Fragestellung):
Im Schülerexperiment soll die Entstehung des Schattenbildes und seine
Eigenschaften untersucht werden.
Aufgabenstellung – 1. Teil:
Wie sieht das Schattenbild eines Gegenstandes bei Beleuchtung mit einer punktförmigen Lichtquelle aus? Wovon hängt seine Größe und Form ab?
Vom Lehrer bereitzustellenden Experimentiermaterialien:
| 1 |
Glühlampenblock mit
zu nächst nur 1 Glühlampe |
1 | Reiter mit Schraube | 2 | Experimentierkabel |
| 1 | Reiter mit Schlitz | 1 | einfacher Reiter | 1 | optische Bank |
| 1 | weißer Schirm oder Transparentschirm | 1 | Stativstange 10 cm | 1 | Netzgerät (U = 6 V) |
| 1 | Stift 4 cm mit Gewinde |
Versuchsaufbau
- Baue den Versuch anhand des Fotos auf.
Durchführung des Experiments
- Variiere den Abstand zwischen Lichtquelle und Gegenstand, indem Du die Lichtquelle verschiebst! Notiere Deine Beobachtung in einem Je-desto-Satz.
- Variiere den Abstand zwischen Gegenstand und Schirm, indem Du den Schirm verschiebst! Notiere Deine Beobachtung in einem Je-desto-Satz!
- Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Schattenbild auf dem Untergrund und dem Schattenbild auf dem Schirm?
- Wie verändert sich das Schattenbild, wenn Du den Schirm schräg hältst?
Auswertung und Erklärung
Im L-S-Gespräch wird der Versuch zunächst ausgewertet. Anschließend wird die Entstehung des Lochkamerabildes im Strahlenmodell erläutert und an der Tafel und im Heft skizziert.
Aufgabenstellung – 2. Teil:
Wie sieht das Schattenbild eines Gegenstandes bei Beleuchtung mit zwei punktförmigen Lichtquellen aus?
Arbeitsauftrag
1. Schritt
: „Ich“: In Stillarbeit – jeder für sich allein – beantwortet
folgende Fragen auf Konzeptpapier:
Hypothesen
- Überlege Dir anhand Deiner Kenntnisse über das Strahlenmodell des Lichts und die Entstehung des Schattenbildes einer punktförmigen Lichtquelle, wie das Schattenbild eines Gegenstandes bei der Beleuchtung mit zwei punktförmigen Lichtquellen aussehen muss. Fertige dazu zunächst eine Skizze an und sage das Versuchsergebnis voraus.
- Überlege, welchen Einfluss die Abstände Lichtquelle – Gegenstand bzw. Gegenstand – Schirm auf das Schattenbild haben kann.
- Überlege, welchen Einfluss der Abstand der beiden Lichtquellen auf das Schattenbild haben kann.
2. Schritt : „Du“: Mit dem Partner, in der Bank, im Team
- Einigt Euch im Team auf ein gemeinsames Ergebnis.
- Überprüft Eure Hypothesen im Experiment! Lasst Euch dazu vom Lehrer das zweite Glühlämpchen aushändigen!
3. Schritt : „Wir“: Im Plenum
- Auswertung des Experiments, Einführung der Begriffe Kern- und Halbschatten
Beispiele zum Schülerversuchskasten Optik: Herunterladen [pdf] [138 KB]