Optik - Gegenstand
Die Optik ist die Lehre vom Licht. Sie ist ein Teilgebiet der Physik, das die Ausbreitung des Lichtes untersucht. In den Klassenstufen 5/6 werden wir die Ausbreitung des Lichtes, sowie die Entstehung von Bildern beobachten und beschreiben.
Dabei werden wir die folgenden Fragen klären:
- Wie breitet sich Licht aus?
- Warum können wir eigentlich sehen? … Streuung
- Was passiert am Spiegel? … Reflexion
- Wie entstehen Schatten?
- Wie funktioniert eine Linse?
- Warum sehen wir Gegenstände verschieden groß? – Sehwinkel
- Wie funktionieren Optische Geräte wie Lupe, Fernrohr, Mikroskop?
- Wie funktioniert unser Auge?
- Woher kommen die Farben im Licht?
- Wie entsteht der Regenbogen?
Lichtausbreitung / Wie sehen wir?
Wenn wir von der Ausbreitung des Lichtes sprechen, dann fällt häufig der Begriff des Lichtstrahls. Genau genommen gibt es diese Strahlen nicht. Es handelt sich um Lichtbündel. Die Lichtbündel sind die Bereiche, in denen sich das Licht ausbreitet.
Für viele Untersuchungen müssen wir nicht die vollständigen Bündel zeichnen. Es reicht aus, wenn wir die Randstrahlen der Lichtbündel betrachten.
Die folgende Grafik zeigt Lichtbündel und Randstrahlen.
selbstleuchtende und beleuchtete Körper – Quellen und Reflektoren
Es gibt Körper die Licht aussenden (selbstleuchtende Körper bzw. Lichtquellen).
Es gibt Körper die Licht zurückwerfen bzw. reflektieren (Reflektor, beleuchtete Körper).
selbstleuchtende Körper:
- Sonne
- Kerze
- Lampe
beleuchtete Körper:
- Mond
- Heft
- Jacke
- Reflektor (Katzenauge)
Damit wir etwas sehen können, muss Licht in unser Auge gelangen.
Streuung, Reflexion, Absorption
Je nachdem, wie die Oberfläche beschaffen ist, wird das Licht
- reflektiert
- gestreut
- absorbiert
Die Reflexion können wir an sehr glatten Oberflächen beobachten (z.B. Spiegel, einer polierten Metallplatte).
Streuung können wir an hellen, rauen Oberflächen beobachten (z.B. Blatt Papier, einer hellen Wand).
Bei der Absorption wird das einfallende Licht an der Oberfläche weder gestreut noch reflektiert. Absorption können wir an rauen, dunklen Oberflächen beobachten (z.B. schwarzer Vorhang).
(absorbieren – aufnehmen, verschlucken)
Einen Lichtstrahl, der nicht in unser Auge gestreut wird, können wir nicht sehen. Das soll folgende Animation verdeutlichen:
