Spiegel kennenlernen - Optik - Physik
Spiegel kennenlernen - Optik - Physik
Spiegel kennenlernen - Optik - Physik
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
- Spiegel: Du kannst erklären, was ein Spiegel macht.
- Spiegelbild: Du kannst wichtige Merkmale nennen.
- Reflexionsgesetz: Du kennst die Regel für Licht am Spiegel.
- Spiegelarten: Du unterscheidest ebene, nach innen und nach außen gewölbte Spiegel.
- 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.
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:
- aufrecht,
- gleich groß wie der Gegenstand,
- scheinbar hinter dem Spiegel,
- 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.
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.
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.
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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
- Ein Spiegel wirft Licht zurück.
- Ein ebener Spiegel zeigt ein aufrechtes und gleich großes Bild.
- Das Bild scheint hinter dem Spiegel zu liegen.
- Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind gleich groß.
- 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? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Spiegelsuche: Finde fünf Spiegel in Schule oder Alltag. Zeichne sie und notiere ihren Nutzen.
- Spiegelschrift: Schreibe drei Wörter und zeichne, wie sie im Spiegel aussehen.
- Löffelspiegel: Beobachte Dein Bild auf beiden Seiten eines Löffels. Beschreibe zwei Unterschiede.
- Spiegelbild zeichnen: Zeichne einen einfachen Gegenstand und sein Bild an einer geraden Spiegellinie.
Standard
- Lichtweg: Leuchte mit einer Taschenlampe schräg auf einen Spiegel und zeichne einfallenden und reflektierten Lichtweg. Leuchte nie in Augen.
- Zwei Spiegel: Stelle zwei Spiegel in verschiedenen Winkeln auf. Zähle und vergleiche die sichtbaren Bilder.
- Kaleidoskop bauen: Baue aus Pappe und sicherer Spiegelfolie ein einfaches Kaleidoskop. Dokumentiere die Muster.
- Periskop bauen: Plane ein Periskop aus Karton und zwei sicheren Spiegelkarten. Erkläre den Lichtweg mit Pfeilen.
Schwer
- Reflexionsgesetz prüfen: Miss bei einem Taschenlampenversuch Einfallswinkel und Reflexionswinkel. Vergleiche mehrere Messungen.
- Oberflächen vergleichen: Untersuche Spiegel, Alufolie, Papier und Stoff. Ordne sie nach der Klarheit ihrer Reflexion.
- Verkehrsspiegel planen: Wähle auf einem Schulhofplan einen sinnvollen Ort für einen Wölbspiegel und begründe Deine Wahl.
- Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video über Spiegelarten. Zeige mindestens ein eigenes Experiment und eine beschriftete Zeichnung.
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Lernkontrolle
- 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.
- Spiegelwahl: Entscheide für Bad, Kosmetik, Straßenkurve und Teleskop, welche Spiegelart sinnvoll ist. Begründe jede Wahl.
- Vorhersage: Eine Person geht einen Schritt vom ebenen Spiegel weg. Erkläre, wie sich der Abstand zwischen Person und Spiegelbild verändert.
- Glatte und raue Fläche: Erkläre, warum Du Dich im Spiegel klar, auf weißem Papier aber nicht klar siehst, obwohl beide Licht zurückwerfen.
- Fehler finden: In einer Zeichnung ist der Reflexionswinkel größer als der Einfallswinkel. Erkläre den Fehler und verbessere die Zeichnung.
- Sicher experimentieren: Plane einen Spiegelversuch für eine Klasse. Nenne Material, Ablauf, Beobachtung und zwei Sicherheitsregeln.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis ist wichtig:
- Du erklärst Reflexion in eigenen Worten.
- Du beschriftest einfallenden Strahl, Lot und reflektierten Strahl.
- Du wendest das Reflexionsgesetz an.
- Du vergleichst ebenen Spiegel, Wölbspiegel und Hohlspiegel.
- Du wertest einen eigenen Versuch aus.
- Du beachtest die Sicherheitsregeln.
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