Aufgabenblock — AFB III
In diesem Block geht es ums Beurteilen, Begründen, Übertragen und Vorhersagen. Du bekommst Behauptungen, Zeitungsmeldungen und Heftauszüge vorgelegt und musst entscheiden: Stimmt das — und warum genau nicht? Die zehn Aufgaben mischen alle elf Themen der Optik bunt durcheinander, so wie in der Klassenarbeit. Bei Aufgaben ohne prüfbares Ergebnis gilt: erst selbst einen Begründungssatz aufschreiben, dann die Musterlösung öffnen — das Aufklappen zählt als erledigt.
Jannis hat den Merktext zum Licht- und Sehmodell abgeschrieben — dabei sind ihm genau drei Fehler unterlaufen. Klicke die drei falschen Zeilen an und prüfe.
Angeklickt = „diese Zeile ist falsch“. Nochmal klicken hebt die Markierung wieder auf.
Musterlösung anzeigen (zählt als erledigt)
Zeile 2 ist falsch: Das Auge schickt nichts aus — es ist der Empfänger. Diese „Sehstrahl“-Vorstellung ist der häufigste Fehler überhaupt. Richtig: Licht läuft vom Gegenstand zum Auge.
Zeile 3 ist falsch: Der Mond ist kein Selbstleuchter, sondern ein beleuchteter Körper — er wirft Sonnenlicht zurück. Testfrage: Im völlig dunklen Raum sieht man nur Selbstleuchter.
Zeile 6 ist falsch: Wieder die verkehrte Richtung. Die Buchseite wird von der Lampe beleuchtet, streut das Licht in alle Richtungen, und ein Teil davon gelangt in dein Auge.
Richtig sind 1, 4 und 5. Merke: Ohne Licht ins Auge gibt es keine Information — und damit kein Sehen.
Auf dem Zeltplatz leuchtet Kerem mit seiner Taschenlampe in die klare Nachtluft. Er sieht keinen Lichtstrahl in der Luft und behauptet: „Da kommt ja gar nichts raus — die Lampe ist kaputt.“
Beurteile die Behauptung. Welche der folgenden Sätze sind tragfähige Argumente gegen Kerem? Klicke genau drei an.
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Tragfähig sind A, C und E.
Warum: Sichtbar wird ein Lichtweg erst, wenn Teilchen (Staub, Rauch, Nebel) einen Teil des Lichts seitlich zum Auge streuen. In klarer Nachtluft passiert das kaum — genau deshalb ist der Himmel im Weltraum neben der Sonne schwarz: dort ist gar nichts, was streuen könnte. Kerems Beweis für eine heile Lampe ist der helle Fleck auf dem Zeltdach: Das Zeltdach ist eine raue Fläche, wird zum „zweiten Sender“ und schickt Licht in alle Richtungen, also auch in Kerems Auge.
Warum die anderen nicht: B — Geschwindigkeit spielt hier keine Rolle; auch langsames Licht sähe man seitlich nicht. D — die Luft schluckt das Licht nicht, es fliegt geradlinig weiter. F — der Lichtstrahl ist nur ein Modell, eine Zeichenhilfe; real ist das Lichtbündel, und auch das sieht man nur über Streuung.
Antwortsatz: Die Lampe ist nicht kaputt. Man sieht den Lichtweg nur nicht, weil in klarer Luft nichts da ist, das Licht zu Kerems Auge streut.
Für die Zirkus-AG hängt eine sehr kleine LED als punktförmige Lichtquelle vor der Turnhallenwand. Dazwischen hängt ein Ball an einer Schnur. An der Wand ist ein Schatten zu sehen. Sage Schritt für Schritt voraus, was passiert — und begründe jede Antwort für dich selbst, bevor du klickst.
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Schritt 1 — kleiner. Der Schatten wird um den Faktor (Abstand Lampe–Wand) : (Abstand Lampe–Ball) vergrößert. Beispiel aus dem Unterricht: Lampe–Ball 50 cm, Lampe–Wand 150 cm ergibt Faktor 150 : 50 = 3, ein Ball von 12 cm wirft also 36 cm Schatten. Schiebst du den Ball zur Wand, wird der zweite Abstand größer und der Faktor kleiner — der Schatten schrumpft und nähert sich der wahren Ballgröße.
Schritt 2 — zwei vollständige Schatten. Jede Lampe entwirft ihr eigenes Schattenbild. Wo nur eine Lampe blockiert ist, kommt noch Licht der anderen an: Halbschatten. Nur wo beide blockiert sind, ist echter Kernschatten, und der ist deutlich dunkler.
Schritt 3 — nicht dunkler, aber schärfer. Im Kernschatten kam schon vorher gar kein Licht an, und dunkler als „gar kein Licht“ geht nicht. Weg fällt nur der zweite Schatten mit seinem Halbschatten — der verbleibende Schatten hat jetzt einen messerscharfen Rand, weil eine punktförmige Quelle allein genau einen Schattenbereich erzeugt.
Reflexion — was hast du mitgenommen?
AFB III heißt in der Optik: nicht nur wissen, was passiert, sondern begründen, warum es so und nicht anders sein kann. Du hast geübt:
- Beurteilen — Behauptungen prüfen: die kaputte Taschenlampe, der zu große Spiegel, das größere Loch, die Meldung mit vertauschtem Kern- und Halbschatten.
- Begründen — eine Widerlegung in der richtigen Reihenfolge aufbauen: Behauptung, Beobachtung, Folgerung, zweites Argument, Gegenbeleg, Schluss.
- Vorhersagen — was passiert, wenn das Hindernis wandert oder eine zweite Lampe dazukommt; dunkler als „gar kein Licht“ geht nicht.
- Übertragen — dieselbe Ursache in neuen Situationen wiedererkennen: Brechung am Beckenrand, Streuung an der Tafel, gerichtete Reflexion in der Pfütze, Spektralzerlegung im Sprühnebel.
- Modelle sauber trennen — Blickwinkel gegen Erdschatten, Helligkeit gegen Schärfe, Lichtstrahl als Zeichenhilfe gegen das reale Lichtbündel.
In der Klassenarbeit zählt der Begründungssatz oft genauso viel wie die richtige Entscheidung. Schreibe immer dazu, welche Regel du benutzt hast — Reflexionsgesetz, geradlinige Ausbreitung, Brechung zum Lot hin, oder „der Körper in der Mitte wirft den Schatten“.