Lichtausbreitung und Schatten

Light Propagation and Shadows

Natur und Technik Klasse 7 16 Aufgaben
PhysikOptik

Wir sehen einen Gegenstand, weil Licht von ihm in unser Auge fällt — nicht weil das Auge Strahlen aussendet. Mit diesem Sender-Empfänger-Modell erklären die Kinder Kern- und Halbschatten an einer und zwei Lichtquellen und die Farbe von Körpern: Ein rotes T-Shirt wirft vor allem rotes Licht zurück, unter rotem Licht wirkt ein grünes Blatt fast schwarz. Die Sehstrahl-Fehlvorstellung (Extramission) ist auch bei Jugendlichen noch verbreitet (Guesne 1985; Wiesner, Schecker & Hopf 2011). Verbindet NuT mit Kunst (Schattenwurf, Farbwahrnehmung) und Verkehr (helle Kleidung). Bereitet Mondphasen und Finsternisse sowie `physik.grade8.licht-und-sehen` vor.

Leicht
Multiple Choice #1 15s â–¶ Testen

Wie breitet sich Licht aus?

  • â—‹ In Kurven
  • â—Ź Geradlinig
  • â—‹ In Spiralen
  • â—‹ Nur nach unten
Licht breitet sich geradlinig aus. Deshalb kann man mit Licht scharfe Schatten erzeugen, und deshalb funktioniert eine Lochkamera.
Multiple Choice #2 15s â–¶ Testen

Welcher Gegenstand ist eine Lichtquelle?

  • â—‹ Eine sonnenbeschienene weiĂźe Wand
  • â—‹ Ein Katzenauge im Scheinwerferlicht
  • â—Ź Ein GlĂĽhwĂĽrmchen in der Nacht
Eine Lichtquelle sendet selbst Licht aus – das Glühwürmchen erzeugt sein Licht im eigenen Körper. Lichtquellen müssen also nicht künstlich sein. Die weiße Wand und das Katzenauge sind beleuchtete Körper: Sie wirken hell, werfen aber nur fremdes Licht zurück. Ohne Sonne oder Scheinwerfer bleiben sie dunkel.
LĂĽckentext #3 15s â–¶ Testen

Wir können Gegenstände sehen, weil Licht von ihnen ___ und in unser Auge gelangt.

âś“ Antwort: reflektiert
Der Sehvorgang funktioniert so: Licht trifft auf einen Gegenstand, wird reflektiert und gelangt in unser Auge. Ohne Licht können wir nichts sehen.
Multiple Choice #4 25s â–¶ Testen

Wie entsteht ein Schatten?

  • â—‹ Durch Reflexion von Licht
  • â—Ź Weil Licht sich geradlinig ausbreitet und ein Gegenstand das Licht blockiert
  • â—‹ Weil Licht um Gegenstände herumflieĂźt
  • â—‹ Durch Brechung des Lichts
Da Licht sich geradlinig ausbreitet, kann ein lichtundurchlässiger Gegenstand das Licht blockieren. Hinter dem Gegenstand entsteht ein Bereich ohne Licht — der Schatten.
LĂĽckentext #5 15s â–¶ Testen

Der Bereich, in den gar kein Licht einer Lichtquelle gelangt, heiĂźt ___.

âś“ Antwort: Kernschatten
Im Kernschatten ist die Lichtquelle vollständig verdeckt. Kein direktes Licht erreicht diesen Bereich.
Wahr / Falsch #6 15s â–¶ Testen

Ein weiĂźer Gegenstand reflektiert alle Farben des Lichts.

âś“ Wahr
Richtig! Weiße Gegenstände reflektieren Licht aller Farben. Deshalb erscheinen sie weiß. Schwarze Gegenstände hingegen absorbieren fast alles Licht.
Wahr / Falsch #7 20s â–¶ Testen

Man sollte nie direkt in die Sonne oder in einen Laserstrahl blicken, weil das konzentrierte Licht die Netzhaut im Auge schädigen kann.

âś“ Wahr
Richtig! Die Augenlinse bündelt das einfallende Licht auf der Netzhaut. Bei sehr intensiven Lichtquellen (Sonne, Laser) kann das zu dauerhaften Verbrennungen und Augenschäden führen.
LĂĽckentext #8 15s â–¶ Testen

Ein Gegenstand, der kein Licht durchlässt, heißt ___.

✓ Antwort: lichtundurchlässig
Lichtundurchlässige (opake) Gegenstände blockieren Licht vollständig und erzeugen Schatten. Durchsichtige (transparente) Gegenstände lassen Licht hindurch.
Mittel
Multiple Choice #1 25s â–¶ Testen

Welche Schattenbereiche entstehen bei einer ausgedehnten Lichtquelle?

  • â—‹ Nur Kernschatten
  • â—Ź Kernschatten und Halbschatten
  • â—‹ Nur Halbschatten
  • â—‹ Gar kein Schatten
Bei einer ausgedehnten (flächigen) Lichtquelle entsteht ein Kernschatten (kein Licht erreicht diesen Bereich) und ein Halbschatten (nur ein Teil der Lichtquelle ist verdeckt).
LĂĽckentext #2 15s â–¶ Testen

Der Bereich, in dem nur ein Teil des Lichts einer ausgedehnten Lichtquelle ankommt, heiĂźt ___.

âś“ Antwort: Halbschatten
Im Halbschatten ist die Lichtquelle teilweise verdeckt. Es ist dort heller als im Kernschatten, aber dunkler als in der voll beleuchteten Zone.
Wahr / Falsch #3 20s â–¶ Testen

Eine punktförmige Lichtquelle erzeugt nur einen Kernschatten, keinen Halbschatten.

âś“ Wahr
Richtig! Bei einer punktförmigen Lichtquelle gibt es nur Kernschatten, weil das Licht entweder blockiert wird oder nicht. Halbschatten entsteht nur bei ausgedehnten Lichtquellen.
Multiple Choice #4 15s â–¶ Testen

Ein rotes T-Shirt liegt im weiĂźen Sonnenlicht. Welches Licht gelangt vom T-Shirt in dein Auge?

  • â—‹ WeiĂźes Licht mit allen Farben
  • â—Ź Nur der rote Anteil des Lichts
  • â—‹ Rotes Licht, das der Stoff selbst erzeugt
Weißes Licht enthält alle Farben. Der rote Stoff verschluckt (absorbiert) fast alle Farben und wirft nur den roten Anteil zurück – nur dieses Licht erreicht dein Auge, deshalb sieht das T-Shirt rot aus. Der Stoff erzeugt kein eigenes Licht; im Dunkeln ist er nicht zu sehen. Alle Farben zurückwerfen würde ein weißes T-Shirt.
Multiple Choice #5 15s â–¶ Testen

Nachts gehen drei Kinder am Straßenrand. Ein Auto nähert sich mit Abblendlicht. Wen sieht der Fahrer zuerst?

  • â—Ź Das Kind in Warnweste mit Reflexstreifen
  • â—‹ Das Kind in dunkelblauer Regenjacke
  • â—‹ Das Kind in dunkelroter Winterjacke
Gesehen wird, wer viel Licht der Scheinwerfer zurückwirft. Reflexstreifen werfen das Licht gezielt zum Auto zurück – solche Kleidung ist aus über 100 m zu erkennen, dunkle Kleidung oft erst aus etwa 25 m. Dunkelrot wirkt am Tag auffällig, wirft nachts aber kaum mehr Licht zurück als Dunkelblau.
Sortieren #6 45s â–¶ Testen

Ordne die Schritte des Sehvorgangs in die richtige Reihenfolge.

âś“ Antwort: Licht trifft auf einen Gegenstand, Licht wird vom Gegenstand reflektiert, Das reflektierte Licht gelangt ins Auge, Die Linse im Auge bĂĽndelt das Licht auf der Netzhaut, Das Gehirn verarbeitet das Signal und wir 'sehen' den Gegenstand
Der Sehvorgang beginnt bei der Lichtquelle: Licht trifft auf einen Gegenstand, wird reflektiert, gelangt ins Auge, wird auf der Netzhaut gebĂĽndelt, und das Gehirn verarbeitet das Signal.
Multiple Choice #7 25s â–¶ Testen

Eine kleine Lampe steht 2 m vor einer Wand. Eine 10 cm hohe Figur steht 1 m vor der Lampe und wirft einen 20 cm hohen Schatten. Wie hoch wird der Schatten, wenn die Figur nur 0,5 m vor der Lampe steht?

  • â—‹ 10 cm
  • â—‹ 20 cm
  • â—Ź 40 cm
Das Licht breitet sich geradlinig von der Lampe aus. Je näher die Figur an der Lampe steht, desto mehr vom Lichtkegel verdeckt sie: Bei 0,5 m ist die Wand viermal so weit von der Lampe entfernt wie die Figur, also ist der Schatten viermal so hoch wie die Figur – 4 · 10 cm = 40 cm. Näher an der Lampe wird der Schatten größer, nicht kleiner.
Schwer
Multiple Choice #1 30s â–¶ Testen

Was passiert, wenn man ein grĂĽnes Blatt mit rotem Licht beleuchtet?

  • â—‹ Es erscheint grĂĽn.
  • â—‹ Es erscheint rot.
  • â—Ź Es erscheint fast schwarz (dunkel).
  • â—‹ Es erscheint weiĂź.
Das grüne Blatt kann nur grünes Licht reflektieren. Rotes Licht wird absorbiert. Da kein grünes Licht vorhanden ist, wird fast nichts reflektiert — das Blatt erscheint dunkel.