Brechung 2: Anvisieren eines Gegenstands durch eine Wasseroberfläche
Lehrplanbezug
Die Brechung an Grenzflächen unterschiedlicher optischer Dichte ist Lehrplaninhalt an den Mittelschulen in der Jahrgangsstufe 6, an Realschulen und Gymnasien in Jahrgangsstufe 7.
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Hinweise zur Durchführung
Dieser Versuch muss aus zwei Perspektiven durchgeführt werden. Die Schüler müssen erkennen, dass trotz einwandfreiem Anvisieren der Gegenstand im Wasser nicht getroffen werden kann.
Didaktische und schulartspezifische Hinweise
Als Anwendung kann die Jagd auf Fische im seichten Wasser besprochen werden. Dabei sollen die Schüler die Abweichung des Speers vom Ziel in Abhängigkeit vom Einfallswinkel betrachten. Hier kann gut auf die Umkehrbarkeit des Lichtwegs eingegangen werden.
Fächerübergreifend kann das Problem im Mathematikunterricht der 11. Jahrgangsstufe im Sinne einer Extremwertaufgabe bearbeitet werden. Hierzu bestimmt man die Abweichung vom Ziel in Abhängigkeit vom Einfallswinkel und minimiert diese.
Weiteres Material und Links
Videos
Brechung mit Linsen
Übergang optisch dünn->dicht
Übergang optisch dicht -> dünn
Münze in der Tasse
Geknickter Stab
Brechung an Prismen: 1 Strahl
Brechung an Prismen: 5 Strahlen
Planparallele Platte
Links
Leifi: Musteraufgaben Brechung
Physik online: Brechung; Computerprogramme und Applets