Der Lichtweg am Spiegel
Versuchsvideo (ohne Ton)
Übung
Autor: Cornelsen/Inhouse, Bild: Cornelsen/Inhouse
Für Lehrkräfte
| Unterrichtsthema | Reflexion am (ebenen) Spiegel |
| Klassenstufen | 5 bis 7 |
| Wer experimentiert? | Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit |
| Ziele und Kompetenzen | Die Schülerinnen und Schüler können:
|
Vorausgesetzte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler können Winkel mit dem Geodreieck messen. Hier ist eine Absprache mit der Lehrkraft für Mathematik sinnvoll.
Materialliste
je Versuchsgruppe:
- Optikleuchte, magnethaftend
- Stecker-Netzgerät
- Lineal/Geodreieck
- Farbstifte
- weißes Papier
- Spiegel
- Halterung für Spiegel
- verdunkelbarer Raum
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Hinweise zur Vorbereitung
Der Versuch kann sowohl als Schüler- als auch als Demonstrationsexperiment durchgeführt werden. Aufgrund des explorativen Charakters ist jedoch ein Schülerexperiment vorzuziehen. .
Anstelle der Experimentierleuchte kann als Lichtquelle auch eine fokussierbare Taschenlampe verwendet werden, deren Öffnung bis auf einen möglichst schmalen Spalt abgeklebt ist. Allerdings lassen sich so nur recht breite Lichtbündel erzeugen, die schwierig auszuwerten sind. Die Verwendung einer Experimentierlampe ist hier deutlich vorzuziehen.
Die Lehrkraft sollte das Experiment – auch wenn es sehr einfach erscheint – mit den in der Schule vorhandenen Materialien testen. Hierbei ist insbesondere auf die Breite und Divergenz des Lichtbündels zu beachten
Hinweise zur Durchführung im Unterricht
Es gibt diverse denkbare Einstiege in die Thematik, wobei unter anderem die Eigenerfahrungen der Lernenden (zum Beispiel: „Ich kann meine Mitschülerinnen und Mitschüler blenden, wenn Sonnenlicht auf meine Uhr trifft.“) beziehungsweise Fotos (zum Beispiel vom norwegischen Ort Rjukan, der sich zwischen hohen Bergen befindet und mithilfe von Spiegeln vom Sonnenlicht beleuchtet wird) genutzt werden können. Die Fragestellung „Was passiert, wenn Licht auf einen Spiegel trifft?“ kann dabei jeweils anhand des Einstiegs von den Lernenden im Unterrichtsgespräch erarbeitet werden. Hypothesen können von den Lernenden erarbeitet werden. Das Experiment kann auch von den Lernenden geplant werden.
Verdunkeln Sie den Raum so weit wie notwendig. Ein vollständig verdunkelter Raum ist für das Experiment jedoch nicht notwendig.
Zur weiteren Sicherung und Vertiefung nach der Erarbeitung bieten sich die interaktiven Übungen sowie die editierbare Kopiervorlage an.
Hinweise zur Auswertung
Zur Auswertung des Experiments kann die Protokollvorlage genutzt werden. Die Lichtstrahlen sollten mit verschiedenen Farben nachgezeichnet werden, um ein späteres Messen zu vereinfachen. Auch die Position des Spiegels muss markiert werden.
Die Schülerinnen und Schüler messen den Einfalls- und den Reflexionswinkel. Im Sinne einer Binnendifferenzierung sind dabei Erkundungen auf verschiedenen Niveaus möglich (zum Beispiel „Der Lichtstrahl wird in eine bestimmte Richtung gelenkt“, „es gilt Einfallswinkel = Reflexionswinkel“ …) Im Fall der Winkelmessung kann davon ausgegangen werden, dass die Lernenden zunächst den Winkel zwischen Lichtstrahl und Spiegel messen werden. Das Lot kann im Anschluss von der Lehrkraft eingeführt werden, wobei die Lernenden erkennen, dass auch die Winkel zwischen Lichtstrahl und Lot gleich sind. Gegebenenfalls müssen Hilfestellungen zum Messen von Winkeln mit dem Geodreieck gegeben werden.
Downloads
(jeweils editierbare Worddateien)
Weiteres
Wenn der Einstieg über das Dorf Rjukan erfolgt, können leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler die Fragestellung lösen, inwiefern ein feststehender Spiegel das Dorf den ganzen Tag über beleuchten kann. Zur Beantwortung sind jedoch Kenntnisse über den Sonnenverlauf notwendig.
Autor: Miriam Küpper & Dr. Alexander Küpper