Fehlvorstellungen zur Optik entgegenwirken Online-Ergänzung

Fehlvorstellungen zur Optik
entgegenwirken
C ARSTEN K AUS – C HRISTIAN S ALINGA – A NDREAS B OROWSKI – H EIDRUN H EINKE
Online-Ergänzung
MNU 65/7 (15.10.2012) Seiten 1–10, ISSN 0025-5866, © Verlag Klaus Seeberger, Neuss
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FEHLVORSTELLUNGEN ZUR OPTIK ENTGEGENWIRKEN // C ARSTEN K AUS – C HRISTIAN S ALINGA – A NDREAS B OROWSKI – H EIDRUN H EINKE
Station 1: begehbare Lochkamera
Zeit: 8 Minuten
Materialien: begehbare Lochkamera,
Blende mit verschiedenen Lochgrößen und
Magnetstreifen, Flipchart mit Stiften (in
der Lochkamera)
Aufgaben:
Die ersten beiden Aufgaben werden von zwei 3-er-Gruppen zusammen
bearbeitet (6 Personen).
1) Schaut euch gemeinsam die Lochkamera von außen und von innen an und macht
euch mit dem Aufbau vertraut.
2) Klettet nun je eine Blende so von außen vor die beiden quadratischen Löcher,
dass der Magnetstreifen im Inneren des Zeltes herunterhängt.
Begebt euch nun alle ins Innere des Zeltes und verschließt die Türe möglichst
lichtdicht.
3) Nun begibt sich jede 3-er-Gruppe an ein Loch. Stellt an der Blende das
größtmögliche Loch ein und beobachtet das Bild auf dem Flipchart. Was fällt
euch auf?
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4) Einigt euch nun auf einen Bereich des Bildes, dessen
Größe ihr mit dem Stift auf dem Flipchart markiert.
Beispielhaft ist dies in Abbildung 1 dargestellt.
5) Stellt nun an der Blende alle Lochgrößen der Reihe
nach ein und schaut euch jeweils das Bild eures
markierten Bereiches an.
Welchen Einfluss hat die Lochgröße auf das Bild
(Kreuzt an)?
Abbildung 1
stimmt
stimmt nicht
weiß nicht
Je kleiner das Loch, desto dunkler ist das Bild.
Je kleiner das Loch, desto kleiner wird das
Bild.
Je kleiner das Loch, desto schärfer wird das
Bild.
6) Stellt die Blende auf das größte Loch ein.
Deckt nun das Loch von innen mit dem
Magnetstreifen im unteren Teil ab. Dies ist in
Abbildung 2 gezeigt.
Welche Veränderung(en) beobachtet ihr am
Bild durch das Anbringen des
Magnetstreifens?
Abbildung 2
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Stellt bitte nun den Ausgangszustand eurer Station wieder her. Das bedeutet:
- Blättert den Block auf dem Flipchart um.
- Entfernt die Blende mit dem Magnetstreifen und legt diese von außen vor die
jeweiligen Löcher.
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Station 2: Cookie-Cam
Zeit: 8 Minuten
Dieses Blatt wird in einer 3-er-Gruppe
bearbeitet.
Materialien: 2 Keksdosen-Lochkameras,
Linse (in der Dose)
Bei dieser Station wird untersucht, wie sich der Einbau einer Linse bei
einer Lochkamera auf das entstehende Bild auswirkt.
Aufgaben:
1) Schaut euch die Keksdosen-Lochkameras sowie deren „Innenleben“ an
und macht euch damit vertraut.
2) Jeder von euch schaut sich nun zwei verschieden entfernte Objekte in
der Nähe der Gruppe durch eine Kamera ohne Linse an und beschreibt
seine Beobachtungen bezüglich Orientierung, Helligkeit und Schärfe in der
folgenden Tabelle.
Objekt 1:_____________
Objekt 2:_____________
Orientierung:
________________
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Helligkeit:
________________
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Schärfe:
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Setzt nun bei einer der beiden Dosen die Linse in die dafür vorgesehene
Halterung vor dem Loch.
3) Jeder von euch schaut sich nun die zuvor beobachteten Objekte ein
weiteres Mal durch die Kamera mit Linse an und beschreibt seine
Beobachtungen erneut.
Objekt 1:_____________
Objekt 2:_____________
Orientierung:
________________
____________________
Helligkeit:
________________
____________________
Schärfe:
________________
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4) Vergleicht nun eure Beobachtungen aus den Aufgaben 2 und 3, indem
ihr die Objekte abwechselnd durch die Kamera mit und durch die Kamera
ohne Linse betrachtet.
Was würdet ihr als den wesentlichen Einfluss der Linse bezeichnen?
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Stellt bitte nun den Ausgangszustand eurer Station wieder her. Das
bedeutet:
- Entfernt die Linse von der Kamera und legt sie zurück in die Dose.
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Station 3: Sonnentaler
Zeit: 8 Minuten
Diese Station wird in einer 3-er-Gruppe
bearbeitet.
Materialien: Platte mit dreieckigem Loch
Wenn die Sonne scheint, entstehen durch die Löcher in den Kronen von
Bäumen kleine Lichtflecke auf dem Boden. Obwohl diese Löcher nicht
kreisrund sind, ähneln die Lichtflecke oft einem Kreis.
Diese kreisförmigen Lichtflecke auf dem Boden werden Sonnentaler
genannt. Man kann sie auch selbst erzeugen.
Aufgaben:
1) Ein Schüler aus der Gruppe nimmt die bereitgestellte Platte und hält
sie in geringer Entfernung über den Boden.
Welche Form hat der Lichtfleck, der durch die Sonne auf dem Boden
erzeugt wird?
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2) Diese Person entfernt die Platte nun langsam vom Boden. Was passiert
mit der Form des Lichtflecks?
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3) Die Entstehung eines Sonnentalers ist im Prinzip nichts anderes als die
die Entstehung eines Bildes in einer Lochkamera.
Vergleiche den Aufbau einer Lochkamera mit der Skizze in Abbildung 1.
Beispiel: Was entspricht dem Loch der Lochkamera in der Skizze in
Abbildung 1?
__Das Loch in der Krone_______________________________________
Wo entsteht bei dem Sonnentaler in Abbildung 1 das Bild, welches bei der
Lochkamera auf dem Schirm entsteht?
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Was wird bei den Sonnentalern abgebildet?
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Abbildung 2: Sonnentaler im Wald
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Abbildung 1: Sonnentaler auf dem Schulhof
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Station 4: Spiegel
Zeit: 8 Minuten
Materialien: 3 kleine Taschenspiegel, Klebeband
Aufgaben:
Bei dieser Station arbeitet jeder eurer 3-er-Gruppe mit einem
eigenen Spiegel.
1) Nimm dir einen kleinen Taschenspiegel und betrachte darin dein Gesicht. Wie
du merkst, kannst du nicht deinen ganzen Kopf sehen.
Klebe dir je einen Streifen Klebeband auf den Teil
deiner Stirn und deines Kinns, der gerade noch im
Spiegel sichtbar ist.
Beispielhaft ist dies in Abbildung 1 gezeigt.
2) Variiere nun den Abstand zwischen Spiegel und
Abbildung 1
Gesicht. Achte hierbei darauf, dass die Klebestreifen immer im Spiegel zu sehen
sind. Was stellst du in Bezug auf den abgeklebten Gesichtsbereich fest?
Notiere deine Beobachtungen!
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3) Vergleiche deine Feststellung mit den Erfahrungen der anderen
Gruppenmitglieder.
Zu welchem gemeinsamen Ergebnis kommt ihr?
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#Station 5: Licht und Farbe
Zeit: 8 Minuten
Diese Station wird von zwei 3-er-Gruppen
bearbeitet (6 Personen). Diese werden im Folgenden
mit Gruppe 1 bzw. Gruppe 2 bezeichnet.
Materialien: Taschenlampe, 3 farbige Kunststoffscheiben (grün, rot, blau)
Aufgaben:
1) Haltet nun - wie in Abbildung 1 gezeigt verschiedenfarbige Kunststoffscheiben direkt vor die
Lampe. Geht dabei nach der unten stehenden Tabelle
vor. Folgende Abkürzungen werden verwendet:
L: Lampe;
B: blaue Scheibe;
R: rote Scheibe;
G: grüne Scheibe
Abbildung 1: Aufbau im 1. Schritt
Achtet darauf, die Kunststoffscheiben in der
vorgegebenen Reihenfolge vor die Lampe zu halten!
Vergleicht jeweils pro Schritt die Farbe des Lichts, welches man sieht,
wenn man direkt in die Lampe mit Kunststoffscheibe guckt.
Schritt
Gruppe 1
(Lampe 1)
Gruppe 2
(Lampe 2)
1
L+B (siehe
Abb. 1)
L+B
L+B+R
L+B
L+B+R
L+R
L+R
L+R+B
L+B+R
L+R+B
L+B+R+G
L+R+B+G
2
3
4
5
6
Farbe Lampe 1
Farbe Lampe 2
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2) Stimmen diese Beobachtungen mit eurer Erwartung überein? (Warum
bzw. warum nicht?)
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3) Spielt die Reihenfolge der Kunststoffscheiben eine Rolle?
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