Kurzsichtig – weitsichtig
Versuchsvideo (ohne Ton)
Übung
Autor: Cornelsen/Inhouse, Bild: Cornelsen/Inhouse, Vorlage: Cornelsen/Götze
Für Lehrkräfte
| Unterrichtsthema | Korrektur von Kurz- und Weitsichtigkeit |
| Klassenstufen | 7 bis 8 |
| Wer experimentiert? | Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit |
| Ziele und Kompetenzen | Die Schülerinnen und Schüler können durch den Einsatz geeigneter Linsen Kurz- bzw. Weitsichtigkeit im Modellexperiment korrigieren. |
Vorausgesetzte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler kennen bereits die Sehfehler der Kurz- bzw. Weitsichtigkeit und wissen, dass sich die Lichtbündel vor bzw. hinter der Netzhaut treffen (würden) und es entsprechend zu unscharfen Bildern kommt.
Materialliste
je Versuchsgruppe:
- Smartphone
- Halterung für Smartphone
- Linse in Fassung, f= +100 mm
- Linse in Fassung, f= +50 mm
- Linse in Fassung, f= -100 mm
- Pappe, weiß
- Profilschiene, 500 mm
- 2 Klemmschieber
- Schirm- und Spiegelhalter mit kurzem Stab
Als weiße Pappe für den Schirm eignet sich Passepartout-Karton sehr gut.
Eine Bilddatei für das „F“ auf dem Smartphone finden Sie hier oder unter dem folgenden QR-Code. Sie können die Bilddatei als Foto auf dem Smartphone abspeichern und dann anzeigen lassen. Für die Dauer des Versuchs empfiehlt es sich, in den Geräteeinstellungen das automatische Abschalten des Handybildschirms zu deaktivieren. Der Bildschirm des Smartphones sollte zudem auf die maximale Helligkeit eingestellt werden.
Bei Cornelsen Experimenta finden Sie weitere passgenau abgestimmte Experimentiermaterialien – unkompliziert und schnell:
cornelsen-experimenta.de/NuT-hybrid
Hinweise zur Vorbereitung
Der Versuch kann sowohl von Schülerinnen und Schülern als auch als Demonstrationsexperiment durchgeführt werden. Dabei gilt es zu bedenken, dass dieses Experiment vergleichsweise sehr komplex ist, da verschiedene Linsen genutzt werden müssen und die Übertragung vom Augenmodell und den Phänomenen Kurz- und Weitsichtigkeit auf den experimentellen Aufbau erfahrungsgemäß zu Schwierigkeiten führt. So muss beispielsweise immer zwischen Augenlinse und Brillenlinse unterschieden werden, obwohl diese beiden Linsen im Experiment gleich aussehen. Daher erscheint die Erarbeitung anhand des Experimentalvideos einfacher, da hier die Schritte ausgeführt werden und der Fokus auf die Beobachtungen gelegt wird. Auf diese Weise wird die kognitive Belastung reduziert.
Falls das Experiment als Realexperiment durchgeführt wird, sollte die Lehrkraft vorab das Experiment unbedingt mit den in der Schule vorhandenen Materialien ausprobieren.
Hinweis: Wenn sich zwei Linsen auf einem Reiter (Klemmschieber) befinden, misst man Bild- bzw. Gegenstandsweite bis zum Mittelpunkt zwischen den beiden Linsen.
Hinweise zur Durchführung im Unterricht
Falls Schülerinnen und Schüler in der Klasse eine Brille tragen, bietet es sich an, über deren Sehhilfen einzusteigen. So können diese Lernenden berichten, inwiefern sie eher nah oder weit entfernte Gegenstände sehen können. Falls es ihnen bekannt ist, können sie auch den Linsentyp in ihrer Brille nennen. Dies kann zum Anlass genommen werden, die Korrektur von Weit- und Kurzsichtigkeit zu untersuchen.
Verdunkeln Sie den Raum im Falle der Durchführung als Schülerexperiment so weit wie notwendig. Ein vollständig verdunkelter Raum ist für das Experiment jedoch nicht notwendig. Der Bildschirm des Smartphones sollte auf die maximale Helligkeit eingestellt werden.
Unabhängig davon, ob die Erarbeitung anhand eines realen Schülerexperiments oder anhand des Videos erfolgt, bieten sich zwei Möglichkeiten an:
- Alle Schülerinnen und Schüler untersuchen experimentell sowohl die Kurz- als auch die Weitsichtigkeit.
- Die Erarbeitung erfolgt arbeitsteilig im Sinne eines Gruppenpuzzles.
Zur weiteren Sicherung und Vertiefung nach der Erarbeitung stehen Kopiervorlagen zur Verfügung, bei denen die Anforderungen an die Lernenden schrittweise ansteigen. Auch die interaktiven Übungen bieten die Möglichkeit der Sicherung und weiteren Vertiefung.
Hinweise zur Auswertung
Zur Auswertung des Experiments kann die Protokollvorlage genutzt werden. In der zum Download bereitgestellten Exceldatei finden Sie die gemessenen und die berechneten Bildweiten. Die gemeinsame Brennweite von Augenlinse (1) und Brillenlinse (2) kann wie folgt berechnet werden: $$f_{\text{gesamt}} = \frac{1}{\frac{1}{f_1} + \frac{1}{f_2}} $$
Downloads
(jeweils editierbare Worddateien)