Sekundarstufe I

Geometrische Optik – wir bauen ein Teleskop

Themenfeld: Physik, NwT // Klasse: 7-8
In diesem Kurs untersuchen wir die Brechung des Lichts beim Übergang von Luft in Glas und lernen die Wirkung von Linsen kennen. Die Teilnehmer bauen ein eigenes Teleskop zum Mitnehmen.

Was versteht man unter der geometrischen Optik? In ihrem Modell wird die Ausbreitung des Lichts auf geraden Linien angenommen, sie betrachtet das Licht in einem vereinfachten Modell als Strahl. Damit lassen sich zahlreiche Phänomene veranschaulichen, wie beispielsweise Schattenwurf, Spiegelwirkung, Abbildungen etc.

In unserem Kurs experimentieren wir auf dem Gebiet der geometrischen Optik: Wir fragen uns „Wie ist ein Teleskop aufgebaut und wie funktioniert es?“. Wir untersuchen, wie sich Licht beim Übergang von Luft in Glas und zurück verhält und wir lernen die Wirkung von Linsen kennen. Die Abbildung mit einer Sammellinse zeigen wir auf der optischen Bank. Optional können wir die Abbildung anschließend noch grafisch sowie rechnerisch darstellen. Als zusammengesetztes Linsensystem schauen wir uns das Prinzip des Teleskops näher an. Schließlich baut jeder Teilnehmer sein eigenes Galilei-Teleskop, das mit nach Hause genommen werden kann.

Bezug zu Bildungsplaninhalten

  • Beschreibung der Brechung (Strahlenverlauf)
  • Beschreibung der Wirkung einer optischen Linse (Sammellinse, Brennpunkt, Wahrnehmungseffekte wie z.  Bildumkehrung)
  • Untersuchung von zusammengesetzten Linsensystemen am Beispiel des Galilei-Teleskops
  • Auseinandersetzung mit Lichtbrechung an Grenzflächen zwischen zwei Medien, Brechungsgesetz, Totalreflexion, Wirkungsweise von Linsen, Abbildung mit Linsen, Abbildungsgleichung

Gewünschte Vorkenntnisse
Folgende Themen bzw. Begriffe sollten im Vorfeld (wenn möglich mit Beispielen) besprochen werden:

  • das Modell „Lichtstrahl“
  • geradlinige Ausbreitung des Lichts
  • Kursdauer
    3,5 Stunden
  • Kursort
    e2, Robert-Mayer-Labor
  • Start
    Montag bis Freitag, 9:15 Uhr oder 14:00 Uhr
  • Teilnehmerzahl
    max. 32 Teilnehmer
  • Kosten
    5,00 Euro Materialkosten pro Teilnehmer. Mindestbetrag 60,00 Euro – auch bei geringerer Teilnehmerzahl. Zwei Begleitpersonen haben freien Eintritt.