Spiegel kennenlernen - Optik - Physik

Diesen aiMOOC als Battle spielen: Physik, Klasse 5-6, G-Niveau

Einleitung

Ein Spiegel zeigt Dir ein Spiegelbild. Er wirft Licht zurück. Das nennt man Reflexion.

In diesem aiMOOC lernst Du Spiegel durch Bilder, Videos und kleine Versuche kennen. Du brauchst meist nur einen Spiegel, Papier, Stifte und eine Taschenlampe.

Lernziele

1. Spiegel: Du kannst erklären, was ein Spiegel macht.
2. Spiegelbild: Du kannst wichtige Merkmale nennen.
3. Reflexionsgesetz: Du kennst die Regel für Licht am Spiegel.
4. Spiegelarten: Du unterscheidest ebene, nach innen und nach außen gewölbte Spiegel.
5. Experiment: Du kannst sichere Spiegelversuche durchführen.

Was macht ein Spiegel?

Ein Spiegel hat eine sehr glatte Fläche. Licht trifft auf die Fläche und wird zurückgeworfen. Ein Teil des zurückgeworfenen Lichts gelangt in Dein Auge.

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Du siehst das Spiegelbild so, als wäre es hinter dem Spiegel. Dort ist aber kein echter Gegenstand.

Der ebene Spiegel

Ein ebener Spiegel ist flach. Das Spiegelbild ist:

1. aufrecht,
2. gleich groß wie der Gegenstand,
3. scheinbar hinter dem Spiegel,
4. gleich weit hinter dem Spiegel, wie der Gegenstand davor steht.

Es wirkt oft so, als würden rechts und links vertauscht. Genau genommen vertauscht der Spiegel vorne und hinten.

Licht am Spiegel

Ein Lichtstrahl trifft auf den Spiegel. Er heißt einfallender Lichtstrahl. Danach läuft er als reflektierter Lichtstrahl weiter.

Das Lot

Das Lot ist eine gedachte Linie. Sie steht genau senkrecht auf dem Spiegel. Die Winkel werden zwischen Lichtstrahl und Lot gemessen.

Das Reflexionsgesetz

Das Reflexionsgesetz lautet:

Einfallswinkel = Reflexionswinkel

Beide Winkel sind gleich groß.

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Glatte und raue Flächen

Eine glatte Fläche lenkt Licht geordnet zurück. Darum kann ein klares Bild entstehen.

Eine raue Fläche lenkt Licht in viele Richtungen. Papier ist rauer als ein Spiegel. Deshalb siehst Du auf Papier meist kein klares Spiegelbild.

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Spiegelarten

Ebener Spiegel

Ein ebener Spiegel ist flach. Du findest ihn oft im Bad, im Flur oder in einem Schrank.

Wölbspiegel

Ein Wölbspiegel ist nach außen gewölbt. Er zeigt einen großen Bereich. Die Dinge wirken kleiner. Solche Spiegel helfen an unübersichtlichen Straßen.

Hohlspiegel

Ein Hohlspiegel ist nach innen gewölbt. Aus der Nähe kann er ein Gesicht größer zeigen. Hohlspiegel werden auch in Lampen und Spiegelteleskopen genutzt.

Zerrspiegel

Ein gebogener Spiegel kann ein Bild lang, breit oder wellig erscheinen lassen. Solche Zerrspiegel findest Du zum Beispiel in einem Spiegelkabinett.

Spiegel im Alltag

Periskop

Ein Periskop lenkt Licht mit zwei Spiegeln um. So kannst Du über ein Hindernis schauen.

Kaleidoskop

In einem Kaleidoskop spiegeln sich kleine bunte Teile mehrfach. Dadurch entstehen viele Muster.

Spiegeltricks

Mehrere Spiegel können Licht so umlenken, dass ein Teil eines Gegenstands kaum sichtbar wirkt.

Mini-Experimente

Versuch 1: Spiegelschrift

Schreibe Deinen Namen auf Papier. Halte ihn vor einen Spiegel. Vergleiche Schrift und Spiegelbild.

Versuch 2: Löffelspiegel

Betrachte Dich in der Innen- und Außenseite eines glänzenden Löffels. Das Bild sieht unterschiedlich aus. Der Löffel wirkt wie ein Hohlspiegel und ein Wölbspiegel.

Versuch 3: Lichtweg

Lege einen Spiegel auf ein Blatt Papier. Leuchte mit einer Taschenlampe schräg auf den Spiegel. Zeichne den Weg des Lichts nach.

Sicherheit: Leuchte nie in Augen. Verwende keinen Laser. Lass zerbrechliche Spiegel von einer erwachsenen Person prüfen.

Merksätze

1. Ein Spiegel wirft Licht zurück.
2. Ein ebener Spiegel zeigt ein aufrechtes und gleich großes Bild.
3. Das Bild scheint hinter dem Spiegel zu liegen.
4. Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind gleich groß.
5. Gewölbte Spiegel verändern Größe und Blickfeld.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was macht ein Spiegel mit Licht? (Er wirft Licht zurück) (!Er macht Licht schwerer) (!Er verwandelt Licht in Schall) (!Er hält jedes Licht fest)

Welche Fläche zeigt meist ein klares Spiegelbild? (Eine sehr glatte Fläche) (!Eine raue Papierfläche) (!Eine flauschige Decke) (!Eine sandige Fläche)

Wie lautet das Reflexionsgesetz? (Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind gleich groß) (!Der Reflexionswinkel ist immer null) (!Der Einfallswinkel ist immer doppelt so groß) (!Jeder Lichtstrahl läuft durch den Spiegel)

Was ist das Lot am Spiegel? (Eine senkrechte gedachte Linie) (!Ein gebogener Lichtstrahl) (!Der Rand des Spiegelrahmens) (!Ein dunkler Fleck)

Wie groß erscheint ein Gegenstand im ebenen Spiegel? (Gleich groß) (!Immer doppelt so groß) (!Immer halb so groß) (!Gar nicht sichtbar)

Wo scheint das Bild beim ebenen Spiegel zu liegen? (Hinter dem Spiegel) (!Auf dem Boden) (!Im Auge) (!Vor der Lichtquelle)

Wozu eignet sich ein Wölbspiegel an einer Straße? (Er zeigt einen großen Bereich) (!Er macht alle Fahrzeuge größer) (!Er stoppt das Licht) (!Er zeigt nur einen Punkt)

Was kann ein Hohlspiegel aus der Nähe tun? (Er kann ein Gesicht größer zeigen) (!Er macht jedes Bild unsichtbar) (!Er zeigt nur schwarze Bilder) (!Er lässt Licht nie zurückkommen)

Wie lenkt ein einfaches Periskop Licht um? (Mit zwei schrägen Spiegeln) (!Mit einem Stück Stoff) (!Mit einer Schallquelle) (!Mit einem Magneten)

Welche Regel ist bei Spiegelversuchen wichtig? (Nie in Augen leuchten) (!Immer einen Laser benutzen) (!Zerbrochenes Glas anfassen) (!Den Spiegel werfen)

Memory

Ebener Spiegel	Bild gleich groß
Wölbspiegel	Großer Blickbereich
Hohlspiegel	Nach innen gewölbt
Reflexion	Zurückwerfen von Licht
Lot	Senkrechte Linie
Periskop	Blick über ein Hindernis
Kaleidoskop	Bunte Mehrfachbilder
Spiegelbild	Scheint hinter dem Spiegel zu liegen

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Ebener Spiegel	Badezimmerspiegel
Wölbspiegel	Verkehrsspiegel
Hohlspiegel	Kosmetikspiegel
Periskop	Blick über ein Hindernis
Kaleidoskop	Bunte Spiegelmuster

...

Kreuzworträtsel

Spiegel	Welche glatte Fläche wirft Licht geordnet zurück?
Reflexion	Wie heißt das Zurückwerfen von Licht?
Lichtstrahl	Was zeigt den gedachten Weg des Lichts?
Einfallslot	Welche Linie steht senkrecht auf dem Spiegel?
Periskop	Welches Gerät lässt Dich über ein Hindernis schauen?
Kaleidoskop	Welches Gerät erzeugt bunte Mehrfachbilder?

Lückentext

Vervollständige den Text.

Ein Spiegel wirft Licht zurück; dieser Vorgang heißt . Eine sehr Fläche kann ein klares Bild erzeugen. Im ebenen Spiegel erscheint ein Gegenstand . Das Spiegelbild scheint dem Spiegel zu liegen. Gegenstand und Bild haben zum Spiegel den gleichen . Beim Reflexionsgesetz sind Einfallswinkel und Reflexionswinkel . Das Lot steht auf dem Spiegel. Ein Wölbspiegel zeigt einen besonders großen .

Offene Aufgaben

Leicht

1. Spiegelsuche: Finde fünf Spiegel in Schule oder Alltag. Zeichne sie und notiere ihren Nutzen.
2. Spiegelschrift: Schreibe drei Wörter und zeichne, wie sie im Spiegel aussehen.
3. Löffelspiegel: Beobachte Dein Bild auf beiden Seiten eines Löffels. Beschreibe zwei Unterschiede.
4. Spiegelbild zeichnen: Zeichne einen einfachen Gegenstand und sein Bild an einer geraden Spiegellinie.

Standard

1. Lichtweg: Leuchte mit einer Taschenlampe schräg auf einen Spiegel und zeichne einfallenden und reflektierten Lichtweg. Leuchte nie in Augen.
2. Zwei Spiegel: Stelle zwei Spiegel in verschiedenen Winkeln auf. Zähle und vergleiche die sichtbaren Bilder.
3. Kaleidoskop bauen: Baue aus Pappe und sicherer Spiegelfolie ein einfaches Kaleidoskop. Dokumentiere die Muster.
4. Periskop bauen: Plane ein Periskop aus Karton und zwei sicheren Spiegelkarten. Erkläre den Lichtweg mit Pfeilen.

Schwer

1. Reflexionsgesetz prüfen: Miss bei einem Taschenlampenversuch Einfallswinkel und Reflexionswinkel. Vergleiche mehrere Messungen.
2. Oberflächen vergleichen: Untersuche Spiegel, Alufolie, Papier und Stoff. Ordne sie nach der Klarheit ihrer Reflexion.
3. Verkehrsspiegel planen: Wähle auf einem Schulhofplan einen sinnvollen Ort für einen Wölbspiegel und begründe Deine Wahl.
4. Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video über Spiegelarten. Zeige mindestens ein eigenes Experiment und eine beschriftete Zeichnung.

Lernkontrolle

1. Blick um die Ecke: Entwirf eine Anordnung aus zwei Spiegeln, mit der Du um eine Ecke sehen kannst. Zeichne den Lichtweg und begründe die Stellung der Spiegel.
2. Spiegelwahl: Entscheide für Bad, Kosmetik, Straßenkurve und Teleskop, welche Spiegelart sinnvoll ist. Begründe jede Wahl.
3. Vorhersage: Eine Person geht einen Schritt vom ebenen Spiegel weg. Erkläre, wie sich der Abstand zwischen Person und Spiegelbild verändert.
4. Glatte und raue Fläche: Erkläre, warum Du Dich im Spiegel klar, auf weißem Papier aber nicht klar siehst, obwohl beide Licht zurückwerfen.
5. Fehler finden: In einer Zeichnung ist der Reflexionswinkel größer als der Einfallswinkel. Erkläre den Fehler und verbessere die Zeichnung.
6. Sicher experimentieren: Plane einen Spiegelversuch für eine Klasse. Nenne Material, Ablauf, Beobachtung und zwei Sicherheitsregeln.

Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis ist wichtig:

1. Du erklärst Reflexion in eigenen Worten.
2. Du beschriftest einfallenden Strahl, Lot und reflektierten Strahl.
3. Du wendest das Reflexionsgesetz an.
4. Du vergleichst ebenen Spiegel, Wölbspiegel und Hohlspiegel.
5. Du wertest einen eigenen Versuch aus.
6. Du beachtest die Sicherheitsregeln.

Links

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