Lösungen zu den Teste-dich-Aufgaben
a Das Reflexionsgesetz besagt, dass bei der Reflexion von Licht der Einfallswinkel α und der Reflexionswinkel β gleich groß sind.
b ((Bild))
c Die Aussage von Thea ist falsch. Der Winkel zwischen dem einfallenden und reflektierten Lichtstrahl ergibt sich aus der Summe aus Einfallwinkel und Reflexionswinkel. Da Einfalls- und Reflexionswinkel gleich groß sind, ist der gesuchte Winkel immer doppelt so groß wie der Einfallswinkel. Nur wenn der Einfallswinkel 45° beträgt, ist der Winkel zwischen dem einfallenden und reflektierten Lichtstrahl 90°, denn 45° + 45° = 90°.
Spiegelbilder scheinen hinter dem Spiegel zu liegen, weil das Licht, das vom Objekt ausgeht, an der Spiegelfläche reflektiert wird. Das menschliche Gehirn ist an die geradlinige Ausbreitung des Lichts gewöhnt und kann die Richtungsänderung durch die Reflexion nicht verarbeiten. Es vervollständigt das reflektierte Licht geradlinig, wodurch es so erscheint, als ob das Bild hinter der Spiegelfläche liegt.
a Arthur liegt falsch, weil das Licht am Spiegel nicht gebrochen, sondern reflektiert wird. Beim Auftreffen auf den Spiegel ändert das Licht am Spiegel zwar seine Richtung, es bleibt dabei aber im gleichen Stoff wie zum Beispiel Luft. Von Lichtbrechung spricht man, wenn das Licht an einer Grenzfläche zwischen verschiedenen Stoffen von dem einen in den anderen Stoff übergeht, zum Beispiel von Luft in Wasser, und dabei seine Richtung ändert.
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a Der Delfin muss auf Punkt C zielen.
b Der Delfin muss auf Punkt C zielen. Ein Lichtbündel, das vom Reifen ausgeht, wird beim Übergang von Luft zu Wasser zum Lot hin gebrochen. Das Gehirn des Delphins ist an die geradlinige Lichtausbreitung gewöhnt und vervollständigt den Lichtweg geradlinig. Daher sieht der Delfin den Reifen höher als er tatsächlich ist.
a Ein Spektrum kann man im Alltag beobachten, wenn Licht durch einen Glaskörper wie einem Prisma fällt oder bei der Betrachtung eines Regenbogens.
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a Das weiße Licht der Sonne besteht aus vielen verschiedenen Spektralfarben. Wenn das weiße Licht an einer Grenzfläche zwischen zwei Stoffen gebrochen wird, dann werden diese Farben aufgefächert, so dass wir sie als Spektrum oder Regenbogen sehen können.
b Damit ein Regenbogen entsteht, muss das weiße Licht der Sonne auf Regentropfen treffen. Beim Eintritt in den Regentropfen wird das Licht gebrochen und in seine Spektralfarben aufgefächert. Wenn das aufgefächerte Licht auf den hinteren Teil des Regentropfens trifft, wird es totalreflektiert und umgelenkt. Beim Austritt aus dem Regentropfen wird das Licht erneut gebrochen, wodurch sich die Auffächerung der Spektralfarben weiter verstärkt. So entsteht der Regenbogen.
Individuelle Lösungen, mögliche Inhalte könnten sein:
UV-Strahlung ist eine Form der Strahlung, die für das menschliche Auge unsichtbar ist. Sie grenzt an den violetten Bereich des sichtbaren Spektrums an.
Gefahren durch UV-Strahlung:
– Sonnenbrand: Schädigung der Zellen in der oberen Hautschicht
– Hautkrebs: Häufige und lange Einwirkung von UV-Strahlung kann zu Hautkrebs führen.
– Augenschäden: UV-Strahlung kann die Augen schädigen.
Schutzmaßnahmen:
– Sonnencreme mit hohem Lichtschutzfaktor verwenden
– Kopfbedeckung oder lange Kleidung
– Im Schatten aufhalten
– Sonnenbrille mit UV-Schutz
a Unter Farbaddition versteht man, wenn verschieden farbiges Licht überlagert wird, um neue Farbeindrücke zu erzeugen. Ein Beispiel dafür ist ein Bildschirm, der aus roten, grünen und blauen LEDs besteht. Wenn diese LEDs gleichzeitig leuchten und sich ihre Farben überlagern, dann entsteht der Farbeindruck weiß.
Farbsubtraktion bedeutet, dass bestimmte Spektralfarben aus dem Licht entfernt werden. Ein Beispiel dafür ist eine gelbe Tasse, die mit weißem Licht beleuchtet wird. Die gelbe Tasse absorbiert das violette und blaue Licht und streut die restlichen Spektralfarben. Diese überlagern sich und erzeugen den Farbeindruck gelb.
b Wenn weißes Licht auf eine Banane trifft, werden bestimmte Spektralfarben des Lichts von der Banane absorbiert und andere reflektiert. Die Banane absorbiert hauptsächlich das blaue und violette Licht und streut die restlichen Spektralfarben. Dadurch erscheint die Banane für unser Auge gelb.
a Orange und Gelb
b Die weiße Farbe kann das Display nicht mehr darstellen, da zur Erzeugung von Weiß alle drei LEDs (Rot, Grün und Blau) benötigt werden. Da die blauen LEDs ausgefallen sind, fehlt das blaue Licht, um den Farbeindruck Weiß zu erzeugen.