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1. Lernzielkontrolle - Mathe-Physik-Aufgaben

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Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten<br />

<strong>1.</strong> Welches sind 1 Lichtquellen, welches sind 2 beleuchtete Körper ?<br />

Schreibe die richtige Ziffer in die Kreise.<br />

Sonne Autoscheinwerfer Fahrradrückstrahler LCD-Uhr<br />

Mond brennende Kerze Kometen Sterne Mars<br />

2. Warum sehen wir Gegenstände auch wenn sie selbst keine Lichtquellen sind ?<br />

3. Wie ist es möglich mit bloßem Auge auch am Tag Sterne zu sehen ?<br />

4. Erkläre warum es mittags bei bewölktem Himmel dunkler ist als bei wolkenlosem<br />

Himmel ?<br />

5. Nenne je drei Gegenstände aus Natur oder Technik die<br />

a) undurchsichtig b) durchscheinend c) durchsichtig sind<br />

6. Mit einem Versuchsaufbau sollen Kern- und Halbschatten erzeugt werden. Die Lichtquellen<br />

sind als punktförmig anzunehmen.<br />

a) Konstruiere das Schattenbild und kennzeichne genau die Schattenbereiche.<br />

b) Beschreibe den Unterschied zwischen Kern- und Halbschatten.<br />

7. Welche Geschwindigkeit hat das Licht in Luft bzw. im Vakuum ?<br />

8. Wie lange braucht Licht von der Erde zum Mond und wieder zurück zur Erde ?<br />

Gehe von einer Entfernung Erd – Mondoberfläche = 380 000 km aus.<br />

GP_A0300 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0300) 1 (1) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten<br />

<strong>1.</strong> Gib folgende Zeiten an:<br />

a) Zeit, in der sich die Erde einmal um ihre Achse dreht.<br />

b) Zeit, in der die Erde einmal die Sonne umkreist.<br />

c) Zeit, in der der Mond einmal die Erde umkreist.<br />

2. Um wen dreht sich die Erde innerhalb von 24 Stunden ?<br />

3. Bei welcher Mondphase ist der Mond<br />

a) nicht zu sehen b) im Ganzen zu sehen<br />

4. Wie oft kommen Mondfinsternisse etwa vor ?<br />

5. Unter welchen Bedingungen kann eine totale Sonnenfinsternis beobachtet werden ?<br />

Fertige eine Skizze an aus der die Stellung von Sonne, Erde und Mond hervorgeht.<br />

Die Schattenzonen müssen erkennbar sein.<br />

6. Zeichne einen Halbmond bei abnehmender Mondphase.<br />

7. Zeichne eine schmale Mondsichel bei zunehmender Mondphase.<br />

8. Das Licht ist in der Lage viele Billionen Kilometer zurückzulegen (Sternenlicht).<br />

Warum reicht das Licht einer Taschenlampe nur wenige hundert Meter ?<br />

9. Ein 4 cm langer Stab wird von einer punktförmigen Lichtquelle beleuchtet, die 6 cm<br />

vom Stab entfernt ist.<br />

a) Welche Höhe hat der Schatten des Stabes auf dem Schirm ?<br />

b) Nun wird die Lichtquelle parallel zum Schirm verschoben.<br />

Wie verändert sich die Höhe h des Schattens ?<br />

Die Zeichnung ist nicht maßstäblich !<br />

GP_A0301 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0301) 1 (1) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten<br />

<strong>1.</strong> Wie groß ist die durchschnittliche Entfernung zwischen<br />

a) Erde und Sonne ?<br />

b) Erde und Mond ?<br />

2. Wie viele Minuten benötigt das Licht der Sonne bis zur Erde ?<br />

3. Zeichne die Stellung von Sonne, Erde und Mond bei Neumond. Färbe die Stellen von<br />

Erde und Mond dunkel wo das Licht der Sonne nicht zu sehen ist.<br />

4. Unter welchen Bedingungen kann eine totale Mondfinsternis beobachtet werden ?<br />

Fertige eine Skizze an aus der die Stellung von Sonne, Mond und Erde hervorgeht.<br />

Die Schattenzonen müssen erkennbar sein.<br />

5. Erkläre das Zustandekommen einer<br />

a) partiellen Sonnenfinsternis<br />

a) partiellen Mondfinsternis<br />

6. Beschreibe mit Hilfe einer Zeichnung, welche Konstellation Sonne, Erde und Mond<br />

haben müssen, damit eine partielle Mondfinsternis beobachtet werden kann.<br />

Von welchem Standpunkt auf der Erde ist dieses Phänomen zu beobachten ?<br />

7. Warum und in welcher Farbe kann man den Mond bei einer totalen Mondfinsternis<br />

immer noch sehen ?<br />

8. a) Wie oft im Jahr kommt eine totale Sonnenfinsternis auf der Erde höchstens vor ?<br />

b) Warum sind totale Sonnenfinsternisse in Deutschland viel seltener als in a)<br />

9. Von der Erde aus sieht man stets dieselbe Seite des Mondes (Mondgesicht).<br />

Warum ist dies so, obwohl sich doch der Mond um die Erde dreht und sich die Erde<br />

auch noch um sich selbst dreht ?<br />

GP_A0302 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0302) 1 (1) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten<br />

<strong>1.</strong> Wie breitet sich das Licht einer Kerze aus ?<br />

2. Ein Beamer wirft auf eine Leinwand ein Bild das von einem Computer erzeugt wird.<br />

Warum wird dieses Bild schwächer wenn man den Abstand des Beamers zur Leinwand<br />

hin vergrößert ?<br />

3. Erkläre mit Hilfe einer Skizze und kurzer Beschreibung, warum eine totale Sonnen-<br />

finsternis nur auf einem schmalen Streifen der Erde sichtbar ist.<br />

4. In welcher Mondphase kann es zu einer<br />

a) totalen Sonnenfinsternis b) totalen Mondfinsternis<br />

kommen ?<br />

5. Das unterschiedliche Aussehen des Mondes entsteht im Laufe eines Monats durch<br />

die verschiedenen Stellungen von Sonne, Mond und Erde zueinander.<br />

In der Zeichnung sind für einen Beobachter auf der Erde verschiedene Positionen<br />

dargestellt, die der Mond beim Umkreisen der Erde während eines Monats einnimmt.<br />

a) Ordne die Mondphasen A bis H den Stellungen 1 bis 8 des Mondes zu.<br />

b) Kennzeichne Neumond und Vollmond und gib an, wo zunehmende und wo<br />

abnehmende Mondphasen sind.<br />

GP_A0303 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0303) 1 (1) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten<br />

<strong>1.</strong> Zeichne die beiden punktförmigen Lichtquellen ein, die den gezeichneten Schatten-<br />

raum erzeugen. Benenne die Schattenzonen.<br />

2. Eine Punktlichtquelle beleuchtet einen Körper. Sein Schatten fällt auf einen Schirm.<br />

Das Schattenbild wird größer, wenn man<br />

den Körper zum Schirm hin verschiebt,<br />

den Körper zur Lichtquelle hin verschiebt,<br />

den Schirm zum Körper hin verschiebt,<br />

den Schirm vom Körper weg bewegt,<br />

die Lichtquelle zum Körper hin verschiebt<br />

die Lichtquelle vom Körper weg bewegt<br />

GP_A0304 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0304) 1 (3) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

3. a) Wie viel Kilometer legt das Licht in einem Jahr zurück (Lichtjahr) ?<br />

b) Wie weit ist eine Galaxie von der Erde entfernt, wenn ihr Licht 1 Milliarde<br />

Jahre braucht um zu uns zu gelangen ?<br />

4. Wo und zu welchem Zweck werden Milchglasscheiben eingesetzt.<br />

Gib zwei Beispiele an.<br />

5. Zeichne mit Hilfe der Randstrahlen den entstehenden Lichtfleck auf dem Schirm.<br />

6. Licht trifft auf Körper verschiedener Farbe und Oberfläche.<br />

Von welchen Flächen wird das Licht überwiegend reflektiert, gestreut, absorbiert ?<br />

Oberfläche reflektiert gestreut absorbiert<br />

weiß<br />

schwarz<br />

rauh und dunkel<br />

glänzend und hell<br />

7. Nenne zwei grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten, wie Licht von seinem geraden<br />

Weg abgelenkt werden kann.<br />

8. Das Licht einer Taschenlampe zeigt nebenstehenden Verlauf.<br />

Kreuze die Ursache an:<br />

Die Batterien sind sehr schwach.<br />

Das Licht wird durch ein Magnetfeld abgelenkt.<br />

Das Licht hat sehr starken Gegenwind.<br />

Das Licht verläuft nur geradlinig, die Zeichnung ist unmöglich.<br />

GP_A0304 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0304) 2 (3) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

9. Auf dem Kirchberg in Helmbrechts steht inmitten von Bäumen ein Turm. Die Bäume<br />

sind in der Zeichnung als schwarze Kreise dargestellt. Die Ansicht ist senkrecht von<br />

oben auf den Turm. Sechs Scheinwerfer werden so angebracht, dass mindestens drei<br />

von ihnen den Turm direkt anstrahlen. Die Lichtstrahlen gehen jeweils von der Mitte<br />

der Kreuze aus.<br />

Ermittle aus der Zeichnung ob mindestens drei Scheinwerfer den Turm direkt<br />

beleuchten. Zeichne die entsprechenden Lichtwege ein.<br />

GP_A0304 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0304) 3 (3) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten<br />

<strong>1.</strong> Blickt man durch eine sehr saubere dünne Glasscheibe, so ist sie beinahe unsichtbar.<br />

Warum ist dies so ?<br />

2. Aus der abgebildeten Säule kommen zwei<br />

Lichtstrahlen die von einer einzigen<br />

Punktlichtquelle stammen.<br />

Bestimme den Ort der Punktlichtquelle.<br />

3. Lochkamera<br />

a) Beschreibe ihre Wirkungsweise. Skizze !<br />

b) Nenne ihre Bildeigenschaften.<br />

c) Erkläre Vor- und Nachteile der Blendenöffnung.<br />

(große bzw. kleine Öffnung)<br />

4. In einem dunklen Lagerhaus gehen zwei Arbeiter auf Mäusejagd. Mit ihren<br />

Taschenlampen (punktförmige Lichtquelle) leuchten sie in die Halle. Fünf Mäuse<br />

(durch Kreise dargestellt) wollen sich noch schnell hinter einer Kiste verstecken.<br />

Die Arbeiter können nur dann eine Maus erkennen, wenn sie ganz oder teilweise von<br />

mindestens einer Taschenlampe direkt angestrahlt wird.<br />

Konstruiere die Lichtstrahlen der Taschenlampen, markiere oder benenne Kern-<br />

und Halbschatten und gib an wie viele Mäuse gesehen werden.<br />

GP_A0305 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0305) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


5. Setze dein Kreuz in die richtigen Felder:<br />

Bei Vollmond<br />

Bei Neumond<br />

Bei Halbmond<br />

Eine Sonnenfinsternis<br />

Eine Mondfinsternis<br />

gleichzeitig Sonnen-<br />

und Mondfinsternis<br />

6. Kreuze richtige Aussagen an:<br />

Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

wird die Mondoberfläche von der Sonne angestrahlt<br />

ganz halb garnicht<br />

kann sich ereignen bei<br />

Vollmond Halbmond Neumond garnicht<br />

Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond zwischen Sonne und Erde.<br />

Bei einer Mondfinsternis steht die Erde zwischen Sonne und Mond.<br />

Zunehmender Mond entsteht dadurch, daß ein Teil des Erdschattens auf den<br />

Mond fällt.<br />

GP_A0305 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0305) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Spiegel, Reflexion<br />

<strong>1.</strong> Gib das Reflexionsgesetz an. Verdeutliche es anhand einer Zeichnung.<br />

2. Welcher Strahl ist das Lot ?<br />

3. Zeichne ein Periskop (Grabenspiegel) mit seinem Lichtweg.<br />

4. Ein Spiegel ist drehbar gelagert.<br />

Am Drehpunkt trifft ein Lichtstrahl unter 30°<br />

(zum Lot) auf den Spiegel. Nun wird der<br />

Spiegel um 20° gedreht, während die<br />

Richtung des einfallenden Strahls gleich bleibt.<br />

Um welchen Winkel hat sich der reflektierte Strahl<br />

nun gedreht ?<br />

5. Wir betrachten einen Bleistift im Spiegel.<br />

Ergänze die Zeichnung mit dem virtuellen Bild des Bleistifts. Zeichne auch den<br />

Strahlenverlauf ein.<br />

GP_A0306 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0306) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


6. Für Messungen im Gelände werden<br />

Winkelspiegel verwendet.<br />

Konstruiere den Strahlengang in<br />

nebenstehender Zeichnung<br />

(Geodreieck).<br />

Der Lichtstrahl fällt im Punkt A unter<br />

30° zum Lot auf den Spiegel.<br />

Unter welchem Winkel kreuzen sich<br />

Einfallsstrahl und Reflexionsstrahl ?<br />

Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

7. Auf einem gelben Karton steht OTTO, im Spiegelbild jedoch MOTA.<br />

Wie ist dies zu erklären ?<br />

GP_A0306 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0306) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Spiegel, Reflexion<br />

<strong>1.</strong> Konstruiere das Spiegelbild nebenstehender<br />

Figur mit dem Geodreieck.<br />

2. Je nach Lage von (ebenem) Spiegel,<br />

Gegenstand und Beobachter kann<br />

das Spiegelbild von einem Gegenstand<br />

vertauscht sein:<br />

Ο links und rechts<br />

Ο vorn und hinten<br />

Ο oben und unten<br />

Kreuze richtige Aussagen an !<br />

3. Klaus steht vor einem ebenen Spiegel. Sein Spiegelbild das er ansieht zeigt ihn<br />

vom Scheitel bis zum Hosengürtel.<br />

Klaus entfernt sich nun so 3 m vom Spiegel dass er sich immer noch darin sieht.<br />

Wie ändert sich sein Spiegelbild ? Begründung !<br />

4. Was versteht man bei einem Spiegel unter einem virtuellen Bild ?<br />

5. Was sind<br />

a) divergente Lichtbündel / Lichtstrahlen ?<br />

b) konvergente Lichtbündel / Lichtstrahlen ?<br />

6. An welcher Stelle der Wand muss ein Spiegel hängen, damit Luzia von ihrem Auge aus<br />

den leuchtenden Kreis K sieht ?<br />

GP_A0307 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0307) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

7. Angela und Beate können sich nur über den Spiegel sehen.<br />

An welcher Stelle des Spiegels sieht Angela ihre Freundin Beate und wo sieht Beate<br />

Angela ?<br />

8. Von der Stelle P aus soll ein Bild von einer Person betrachtet werden können.<br />

Direkt kann die Person das Bild nicht sehen weil ein Schrank dazwischen steht.<br />

Konstruiere mit dem Geodreieck die Lage und die Größe eines Spiegels die er<br />

mindestens haben muss damit das Bild sichtbar wird.<br />

GP_A0307 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0307) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Spiegel, Reflexion<br />

<strong>1.</strong> Die beiden Gehäuse enthalten Spiegel an denen die gezeichneten Lichtstrahlen<br />

umgelenkt werden. Vervollständige die beiden Zeichnungen mit den Spiegeln und<br />

dem entsprechenden Strahlenverlauf. Die Größe der Spiegel darf beliebig sein,<br />

jedoch so groß, dass sie gut erkennbar sind.<br />

2. Schreibe für die Buchstaben in nebenstehender<br />

Abbildung die richtigen Begriffe auf.<br />

a<br />

b<br />

c<br />

d<br />

e<br />

f<br />

3. Oskar möchte sich in einem Spiegel vollständig sehen. Zeichne den Strahlengang und<br />

die Mindestgröße des Spiegels ein.<br />

GP_A0308 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0308) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

4. Ein ebener Spiegel ist gerade so groß, dass du dein Gesicht noch vollständig darin<br />

sehen kannst. Was kannst du tun, damit du mehr von dir im Spiegel siehst ?<br />

О weiter vom Spiegel entfernen<br />

О näher an den Spiegel herangehen<br />

О einen größeren Spiegel nehmen<br />

О einen kleineren Spiegel nehmen<br />

5. An einer Wand des Zimmers hängt ein Spiegel.<br />

Welchen Bereich des Raums kann ein Beobachter im Spiegel sehen der sich im<br />

Punkt A aufhält ? Markiere den Bereich farbig !<br />

Kann der Beobachter von A aus das Bild (zumindest teilweise) im Spiegel sehen ?<br />

Falls „nein“, wo könnte der Beobachter hingehen damit das Bild sichtbar ist ?<br />

Nach О oben О unten О links О rechts<br />

6. Mit einer Laser-Wasserwaage sollen die beiden Säulen S1 und S2 angestrahlt werden.<br />

Der Laserstrahl L soll am Spiegel reflektiert werden weil das direkte Anstrahlen nicht<br />

möglich ist.<br />

Konstruiere den Strahlenverlauf<br />

und markiere die Stellen am<br />

Spiegel die man mit dem<br />

Laser anvisieren muss.<br />

GP_A0308 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0308) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


<strong>1.</strong> Unter einer Abdeckung ist ein Spiegel<br />

angebracht.<br />

Zeichne den Strahlenverlauf bis zum<br />

Spiegel und konstruiere seine Lage.<br />

Die Länge des Spiegels ist frei wählbar.<br />

Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Spiegel, Reflexion<br />

2. In einem dunklen abgewinkelten Gang<br />

sind zwei Spiegel angebracht.<br />

Kann man mit einer Taschenlampe<br />

die ein schmales Lichtbündel erzeugt<br />

von Punkt 1 aus den Punkt 2 anstrahlen ?<br />

Begründe deine Antwort mit dem Einzeichnen des Lichtwegs.<br />

3. Warum erscheinen die Spiegelbilder (eines ebenen Spiegels) von Gegenständen<br />

im Allgemeinen kleiner als das Original obwohl doch das Spiegelbild genau so groß<br />

ist wie der Gegenstand ?<br />

GP_A0309 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0309) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

4. Von den Positionen A, B und C aus soll mit Hilfe eines ebenen Spiegels ein<br />

Gegenstand betrachtet werden.<br />

Ist dies in der gegebenen Anordnung uneingeschränkt möglich ?<br />

Begründe deine Antwort mit Hilfe eingezeichneter Strahlengänge und nimm Stellung<br />

falls der Gegenstand nur mit Einschränkungen zu sehen ist.<br />

5. Welche Fahrzeuge haben an der Vorderseite einen Schriftzug in Spiegelschrift und<br />

warum ist dieses Wort in Spiegelschrift angebracht worden ?<br />

GP_A0309 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0309) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtbrechung<br />

<strong>1.</strong> Nenne die richtigen Bezeichnungen für a) bis g).<br />

a)<br />

b)<br />

c)<br />

d)<br />

e)<br />

e‘)<br />

f)<br />

g)<br />

Wie lautet das physikalische Gesetz ?<br />

2. Kann ein Lichtstrahl folgenden Verlauf haben ?<br />

Falls ja, dann setze ein L für Luft und G für Glas an die richtige Seite;<br />

Falls nein, schreibe N in die Zeichnung.<br />

3. Ein Lichtstrahl trifft auf die Grenzfläche<br />

der beiden Medien Luft und Glas.<br />

a) Von welcher Seite kommt das Licht ?<br />

Zeichne die Richtungspfeile ein.<br />

b) Auf welcher Seite ist Luft, auf welcher<br />

Seite ist Glas ?<br />

c) Warum sind drei Linien zu sehen ?<br />

d) Kennzeichne alle Winkel; gib ihre<br />

Namen an.<br />

4. Ein Lichtstrahl fällt unter 60° zum Lot<br />

im Punkt A auf eine Glasplatte.<br />

Konstruiere den gesamten Lichtweg<br />

bis zum Austritt des Lichtstrahls aus<br />

der Glasplatte.<br />

(Brechungswinkel Luft - Glas: 35°)<br />

GP_A0311 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0311) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


5. Robinson möchte mit seinem Speer<br />

im 1m tiefen aber ruhigen Wasser<br />

einer Lagune auf Fischfang gehen.<br />

Ein Fisch, den er am Meeresboden<br />

sieht, soll in seiner Bratpfanne enden.<br />

Robinson wirft einen Speer in Blickrichtung<br />

zum Fisch ins Wasser.<br />

Zeichne den Fisch dort ein, wo er sich<br />

a) tatsächlich aufhält<br />

b) scheinbar befindet<br />

Brechungswinkel Luft-Wasser: 30°<br />

c) Welchen Vorteil hätte Robinson<br />

gehabt, wenn er mit einer Laserharpune<br />

auf Fischfang gehen<br />

könnte ?<br />

6. Auf einen halbzylindrischen Glaskörper<br />

fallen drei schmale und parallele<br />

Lichtbündel so, dass sie sich genau im<br />

Mittelpunkt der Kreislinie treffen.<br />

Skizziere jeweils den Verlauf der<br />

Lichtbündel im und außerhalb des<br />

Glaskörpers.<br />

Begründe dein Ergebnis.<br />

Brechungswinkel Glas – Luft: 52°<br />

Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

GP_A0311 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0311) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtbrechung<br />

<strong>1.</strong> Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser kann auftreten,<br />

wenn der Lichtstrahl<br />

О flach auf die Grenzfläche trifft<br />

О steil auf die Grenzfläche trifft<br />

О aus dem Wasser kommt<br />

О ins Wasser eintritt<br />

О zwischen Luft und Wasser gibt es keine Totalreflexion<br />

О Totalreflexion tritt immer auf, ganz gleich woher das Licht auf die Grenzfläche trifft<br />

2. Beschreibe mit eigenen kurzen Sätzen die Bedingungen für eine Totalreflexion ?<br />

Wie groß ist in diesem Fall der Grenzwinkel beim Übergang Glas / Luft ?<br />

3. Nenne zwei Beispiele für das Auftreten einer Totalreflexion.<br />

4. Parallele Lichtstrahlen fallen jeweils bei A auf einen Glaskörper und treten bei B<br />

wieder aus. Zeichne die beiden (jetzt noch verdeckten) Glaskörper.<br />

5. Ein sehr schmales paralleles Lichtbündel trifft unter 20° auf ein Glasprisma.<br />

Konstruiere (Geodreieck) den genauen Lichtweg durch das Prisma.<br />

Der Brechungswinkel beträgt 12°.<br />

GP_A0312 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0312) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

6. Konstruiere (Geodreieck) den genauen Verlauf des Lichtwegs durch das Glasprisma.<br />

Trage auch die Beträge der Einfalls- / Reflexionswinkel in die Zeichnung ein.<br />

Lichtanteile, die reflektiert werden, zeichne als Strichlinie.<br />

Nutze das gegebene Diagramm zur Bestimmung des Brechungswinkels.<br />

7. Ein Lichtbündel trifft schräg auf einen Glaskörper.<br />

Was kann mit diesem Lichtbündel passieren ?<br />

8. Zeichne den typischen Lichtverlauf an einem Umkehrprisma (Reflexionsprisma)<br />

und beschreibe diesen (Brechzahl Luft / Glas: 45° / 26°).<br />

GP_A0312 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0312) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtbrechung, Linsen<br />

<strong>1.</strong> Trage die durch Buchstaben markierten Begriffe für eine (dünne) Sammellinse ein.<br />

b f<br />

g k<br />

m n<br />

o p<br />

B G<br />

F M<br />

2. a) Was ist der Brennpunkt, was ist die Brennweite einer Sammellinse ?<br />

b) Erkläre den Begriff Brennebene einer Sammellinse.<br />

c) Ein paralleles Lichtbündel trifft auf eine achsensymmetrische Linse mit der<br />

Brennweite f 2,5 cm . Um welchen Linsentyp handelt es sich hierbei ?<br />

3. Erkläre mit knappen Sätzen den Unterschied zwischen einer Sammellinse und einer<br />

Zerstreuungslinse.<br />

4. Nenne Unterschiede zwischen reellen und virtuellen Bildern.<br />

Wann entsteht ein reelles und wann ein virtuelles Bild bei einer Sammellinse ?<br />

GP_A0313 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0313) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

5. Welchen Einfluss auf die Brennweite einer bikonvexen Sammellinse hat die<br />

Krümmung ihrer Oberflächen ?<br />

6. Bei zwei äußerlich identischen Sammellinsen ist jedoch die Brennweite unterschiedlich.<br />

Welchen Grund könnte es geben ?<br />

7. In nachfolgender Abbildung sind mehrere Linsenformen im Schnitt dargestellt.<br />

a) Welche Linsentypen wirken als Sammellinsen, welche als Zerstreuungslinsen ?<br />

b) Weise jeder Linsenform den richtigen Begriff zu:<br />

plankonvex, plankonkav, bikonvex, bikonkav, konkavkonvex, konvexkonkav<br />

GP_A0313 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0313) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtbrechung, Linsen<br />

<strong>1.</strong> Konstruiere das Bild des Punktes A und benenne die verwendeten Strahlen.<br />

2. Bei der Abbildung durch eine dünne Sammellinse sind gegeben:<br />

G 3cm, g 7cm, f 2 cm<br />

Bestimme durch exakte Konstruktion die Werte für die Bildgröße und Bildweite.<br />

3. Konstruiere das Bild mit Hilfe von Parallel- und Brennpunktstrahlen.<br />

Vervollständige die Beschriftung mit b, f, g und B.<br />

4. Ein leuchtender Körper K ist zunächst mehr als die doppelte Brennweite von einer<br />

Sammellinse entfernt. Der Körper nähert sich nun der Linse an, bis die Gegenstandsweite<br />

g gerade noch etwas größer ist als die einfache Brennweite f.<br />

Wie bewegt und verändert sich das von der Sammellinse erzeugte Bild bei diesem<br />

Vorgang ? Beschreibe folgende Zustände:<br />

a) g > 2 f b) 2 f > g > f<br />

GP_A0314 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0314) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

5. Ein Gegenstand G wird durch die symmetrische Sammellinse auf das Bild B<br />

abgebildet. Konstruiere die Brennpunkte der Linse. Trage b, f und g ein.<br />

6. Zwei Sammellinsen L1 und L2 mit den Durchmessern d1 50cm, d2 40cm,<br />

f1 20cm, f2 10cmstehen<br />

60 cm voneinander entfernt.<br />

Bestimme den Ort einer leuchtenden Kugel, damit 20 cm hinter L2 (Linse 2) und 15 cm<br />

unterhalb der optischen Achse ein reelles Bild der Leuchtquelle entsteht.<br />

Löse die Aufgabe durch eine Konstruktion im Maßstab 1:10.<br />

7. Auf eine Sammellinse fällt ein achsparalleles Lichtbündel mit kreisförmigem Querschnitt<br />

und Durchmesser d. Hinter der Linse wird ein Schirm so weit verschoben, bis sich auf<br />

ihm eine leuchtende Kreisscheibe des Durchmessers d abbildet. Der Abstand Linse –<br />

Schirm sei a.<br />

Wie groß ist die Brennweite der Linse ? Fertige eine entsprechende Skizze an.<br />

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Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - Lichtbrechung, Linsen<br />

<strong>1.</strong> Vervollständige die nachfolgenden Sätze, sodass sich eine sinnvolle physikalische<br />

Aussage ergibt.<br />

a) Sieht man mit einer Sammellinse nur ein virtuelles Bild, so befindet sich der<br />

Gegenstand …<br />

b) Ist der Gegenstand sehr weit von der Linse entfernt, so erhält man auf dem<br />

Schirm …<br />

c) Verkleinert man die Bildweite, so bedeutet dies für die Gegenstandsweite, …<br />

d) Das Bild ist ebenso groß wie der Gegenstand, wenn dieser …<br />

e) Erhält man ein vergrößertes, reelles Bild, so befindet sich der Gegenstand …<br />

f) Ist das Bild genauso weit von der Linse entfernt wie der Gegenstand, so erhält<br />

man …<br />

g) Ist der Gegenstand von der Linse genau die doppelte Brennweite entfernt,<br />

so ist das Bild …<br />

2. Anna bildet mit Hilfe einer Sammellinse der Brennweite f 40cm einen leuchtenden<br />

Gegenstand scharf auf einem Schirm ab. Dabei ist die Bildweite kleiner als die<br />

Gegenstandsweite. Gib mit Hilfe von Ungleichungen an, für welche Werte von g<br />

und b dieser Fall möglich ist.<br />

3. a) Gegeben ist eine Lampe und ein Schirm im Abstand von 60 cm.<br />

Wo muss man eine Sammellinse platzieren und welche Brennweite muss die<br />

Linse haben, damit auf dem Schirm ein Bild der Lampe ebenso groß ist wie die<br />

Lampe selbst ?<br />

b) Die Linse wird nun 5 cm zur Lampe hin verschoben. Um auf dem Schirm weiterhin<br />

ein scharfes Bild erhalten muss auch der Schirm verschoben werden.<br />

Beschreibe in kurzen Sätzen alles über Art und Lage des nun entstandenen Bildes.<br />

4. Weshalb nennt man konkave Linsen auch Zerstreuungslinsen ?<br />

Wie sind diese zu erkennen ?<br />

5. Zeichne in die Skizze jeweils<br />

einen Brennpunktstrahl und<br />

einen Mittelpunktstrahl ein.<br />

Beschreibe deren Verlauf.<br />

GP_A0315 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0315) 1 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


6. Ein achsenparalleles Lichtbündel<br />

fällt auf eine Zerstreuungslinse und<br />

wird an ihr gebrochen.<br />

Zeichne in die nebenstehende Skizze<br />

den Verlauf von mindestens fünf<br />

Lichtstrahlen und beschrifte die<br />

Skizze.<br />

7. Gegeben ist eine Zerstreuungslinse.<br />

a) Konstruiere den weiteren Verlauf<br />

der Lichtstrahlen und .<br />

b) Konstruiere den Strahlengang<br />

eines Lichtstrahls, der nach der<br />

Linse durch den Punkt T verläuft.<br />

Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

GP_A0315 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0315) 2 (2) © www.mathe-physik-aufgaben.de


<strong>1.</strong> Benenne mindestens 6 Teile des Auges.<br />

1 ……………………………………………<br />

2 ……………………………………………<br />

3 ……………………………………………<br />

4 ……………………………………………<br />

5 ……………………………………………<br />

6 ……………………………………………<br />

7 ……………………………………………<br />

8 ……………………………………………<br />

9 ……………………………………………<br />

Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

Optik - das Auge des Menschen<br />

10 ……………………………………………<br />

11 ……………………………………………<br />

12 ……………………………………………<br />

13 ……………………………………………<br />

2. Erkläre die Funktion folgender Teile des Auges:<br />

a) Linse<br />

b) Netzhaut<br />

c) Iris mit Pupille<br />

3. Die nebenstehende Skizze zeigt einen Augapfel,<br />

bei dem sich die parallel eintreffenden Lichtstrahlen<br />

nicht auf der Netzhaut treffen weil der Augapfel<br />

zu lang ist.<br />

a) Um welche Art der Fehlsichtigkeit handelt<br />

es sich hierbei ?<br />

b) Mit welchem Linsentyp könnte man den Fehler<br />

korrigieren ?<br />

4. Was versteht man beim menschlichen Auge unter Akkomodation ?<br />

Was geschieht dabei im Auge ?<br />

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Gymnasium<br />

<strong>1.</strong> <strong>Lernzielkontrolle</strong><br />

Klasse 7 / G8<br />

5. Beschreibe die beiden Ursachen der Weitsichtigkeit beim menschlichen Auge.<br />

Wie kann man die Auswirkung der Weitsichtigkeit beheben ?<br />

Wie groß ist die Brennweite einer Linse mit der Angabe 4,0 dpt ?<br />

6. Ist das Bild auf der Netzhaut eines menschlichen Auges<br />

- seitenverkehrt ?<br />

- kopfstehend ?<br />

- Beides, also seitenverkehrt und kopfstehend ?<br />

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