Optische Abbildungen an der Sammellinse

Wie funktioniert eine Brille, eine Kamera oder ein Fernglas? Warum kann eine Lupe ein Loch in Papier brennen? Sammellinsen geben uns faszinierende Einblicke in optische Phänomene aus dem Alltag. Außerdem zeigen sie eindrucksvoll, wie wir durch clevere Nutzung von physikalischem Wissen unsere Wahrnehmung erweitern können.

Informationen zur Lerneinheit

In diesem Modul bearbeitet ihr mit einer Kombination aus einer interaktiven VR-Simulation und einem realen Schülerexperiment spannende Fragen wie: Warum steht das Bild einer Sammellinse auf dem Kopf? Wie entsteht ein Bild durch eine Linse? Was läuft der Sehvorgang beim menschlichen Auge ab? Was sind Fehlsichtigkeiten und wie kann man sie beheben? Seht selbst, wie das Unsichtbare sichtbar gemacht werden kann und so abstrakte Phänomene leicht verständlich erklärt werden können.

Allgemeine Informationen

  • Klassenstufe + Schulform: Gymnasium Klasse 8, Realschule Klasse 7 (max. 30 SuS pro Klasse)

  • Dauer: ca. 120 Minuten

  • Verfügbarkeit: ab sofort

  • Schülerexperiment verpflichtend (Gym)

Lehrplanbezug

LehrplanPLUS für Klasse 8 (Gym):

  • Die Schülerinnen und Schüler planen unter Anleitung ein Experiment zur Untersuchung der Abbildung durch eine Sammellinse, das sie selbständig durchführen und dokumentieren. Sie formulieren auf der Grundlage ihrer Beobachtungen und Messergebnisse halbquantitative Aussagen über Zusammenhänge zwischen den dabei relevanten Größen.

  • Die Schülerinnen und Schüler analysieren mithilfe einer geeigneten Simulationssoftware die Lichtausbreitung an einer Sammellinse und übertragen unter Verwendung halbquantitativer Aussagen zum Brechungsgesetz die Struktur physikalischer Argumentationsweisen auf eigene Erklärungen zur Entstehung virtueller und reeller Bilder bei einer Sammellinse. Sie veranschaulichen ihre Erklärungen mithilfe selbst angefertigter Zeichnungen.

LehrplanPLUS für Klasse 7 (RS):

  • Die Schülerinnen und Schüler verwenden das Lichtstrahlmodell zur Konstruktion von Strahlengängen bei der Abbildung durch Sammellinsen und nutzen ihre Kenntnisse für die Begründung der Entstehung und der Eigenschaften reeller und virtueller Bilder. Sie erschließen sich Anwendungen im Alltag und beschreiben mithilfe von Strahlengängen Bau und Funktionsweise eines optischen Geräts.

Vorkenntnisse und Lerninhalte

Vorkenntnisse:

  • Geradlinige Lichtausbreitung

  • Lichtbrechung am Übergang von einem Medium zum anderen

  • Idealerweise Lichtbrechung am Prisma (wird aber nicht notwendigerweise vorausgesetzt)

Lerninhalte:

  • Phänomen der Abbildung durch eine Sammellinse

  • Konstruktion von Strahlengängen bei der Abbildung durch Sammellinsen

  • Entstehung reeller und virtueller Bilder

  • Einfluss der Brennweite der Linse auf das Bild

  • Einfluss einer teilweisen Linsenabdeckung auf das Bild (Lochblende, Schiebeblende)

  • Einfluss der Gegenstandsweite auf das Bild

Ablauf

  • Kurzer Theorieblock zu Beginn: Grundlagenwissen zu Sammellinsen, Lichtbrechung an der Sammellinse, Bildentstehung und Begriffe bei der Linsenabbildung, Konstruktionsstrahlen

  • Experimentieren im MPS Schülerlabor:

Selbstständiges Experimentieren der SuS mithilfe einer Experimentieranleitung, Untersuchung verschiedener relevanter Größen und treffen halbquantitativer Aussagen zu diesen Größen

  • Kurze Nachbesprechung und Ergebnissicherung

Kontakt / Buchung der Schülerlabormodule

Derzeit können Sie uns für Buchungen per E-Mail kontaktieren. Wir freuen uns darauf, Sie und Ihre Klasse bald bei uns im Schülerlabor begrüßen zu dürfen!

impulse@physik.lmu.de

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