Das Reflexionsgesetz

Unterrichtssituation
Die SuS wissen, dass glatte Oberfläche (z.B. Spiegel) das Licht reflektieren, raue Oberflächen das Licht streuen. Die Begriffe Einfallslot, einfallender und reflektierter Strahl, Einfalls- und Reflexionswinkel sind eingeführt. Anhand eines Demonstrationsversuches (Laser und Spiegel) haben die SuS bereits erkannt, dass Einfalls- und Reflexionswinkel gleich sind. Die SuS sollen nun selbstständig die Gültigkeit dieser Gesetzmäßigkeit für möglichst viele Einfallswinkel überprüfen. Der Versuchsaufbau wird von den SuS selbstständig erarbeitet, die Geräte werden aus den Optikkasten selbst ausgewählt, der Versuch wird selbstständig aufgebaut und durchgeführt. Vor der Versuchsdurchführung werden mit der „Ich-Du-Wir“-Methode die Teilkompetenzen {3}-teilweise, {4} und {5}-teilweise erarbeitet.

Lehrgangsskizze

Ziel (offene Fragestellung):
Die in den Vorversuchen bereits erkannte Gleichheit zwischen Einfalls- und Reflexionswinkel soll nun im Schülerexperiment für möglichst viele Einfallswinkel bestätigt werden.

Aufgabenstellung:

Überprüfe, ob bei der Reflexion am ebenen Spiegel für alle Einfallswinkel gilt: Reflexionswinkel ist gleich Einfallswinkel.

Vom Lehrer bereitzustellen: Optikkasten

Arbeitsauftrag - Teil I

1. Schritt : „Ich“: In Stillarbeit – jeder für sich allein – beantwortet folgende Fragen auf Konzeptpapier:
Vorüberlegungen

• Welche Größen musst Du messen?
• Welche Messgeräte benötigst Du dazu?
• Welche weiteren Experimentiergeräte sind notwendig? Wähle diese Geräte aus dem Optikkasten aus!

Versuchsaufbau

• Skizziere den Versuchsaufbau.

2. Schritt : „Du“: Mit dem Partner, in der Bank, im Team

• Einigt Euch im Team auf eine gemeinsame Lösung.

Hilfestellung: Auf dem Lehrerpult findet Ihr ein Foto des Versuchsaufbaus. Wenn Ihr nicht weiter wisst, könnt Ihr Euch daran orientieren.

3. Schritt : „Wir“: Im Plenum

• Besprechung des Versuchsaufbaus und der zu verwendenden Geräte, Hilfestellung des Lehrers zum Aufbau des Versuches
• Gemeinsamer Entwurf eines Versuchsprotokolls (Messwerttabelle) im L-S-Gespräch

Durchführung des Experiments

1. Lasse das von der Experimentierleuchte ausgehende Lichtbündel unter verschiedenen Einfallswinkeln a auf den ebenen Spiegel fallen.
2. Miss für jeden Einfallswinkel a den zugehörigen Reflexionswinkel b und fülle die Messwerttabelle aus.
3. Formuliere einen Ergebnissatz! Beachte dazu die obige Aufgabenstellung!
4. Welche Besonderheit liegt bei einem Einfallswinkel von 90° vor?

Beispiele zum Schülerversuchskasten Optik: Herunterladen [pdf] [138 KB]