Befestige das Auge mit dem 10cm Post und einem Reiter auf der Bank.
Befestige den Objekttisch mit Ente darauf mit einem Reiter auf der Bank so, dass sich die Ente in einer Ebene mit der Augenlinse befindet. Stelle den Abstand zwischen Ente und Augenlinse auf 18,3cm ein.
Stecke Linse 1 (f=100mm) noch nicht in das Augenmodell! Lege Linse 1, Linse 2 (f=75mm) und Linse 3 (f=150mm) neben den Versuchsaufbau.
Befestige Linse 4 mithilfe einer 2 Zoll großen Lens Tube in der Halterung der blauen Brille. Befestige Linse 5 mithilfe einer 1 Zoll großen Lens Tube in der Halterung der grünen Brille.
Schraube die grüne Brille mit Linse 4 drin (f=-100mm) und die blaue Brille mit Linse 5 drin (f=75mm, 2 Zoll) jeweils in einen 15cm langen Post und lege sie ebenfalls neben den Versuchsaufbau.
Platziere die Tischlampen so, dass sie die Ente gut beleuchten und stelle die Tischschilder geordnet neben die Bank.
Lege das schwarze Stofftuch neben den Versuchsaufbau
Hinweis an die Betreuer: Achtet darauf, dass die Schülerinnen und Schüler beim Augenmodell den Abstand zwischen Ente und Augenlinse messen und nicht den Abstand zwischen den beiden Reitern der Objekte an der optischen Schiene ablesen! Diese stimmen nicht überein...
Baue zwei Stative bestehend aus Stativfüßen, Stativstangen, Doppelkreuzmuffen und Stativklemmen auf.
Befestige die Taschenlampen in den Stativklemmen so, dass sie den Löwen schräg oberhalb von vorne beleuchten (siehe Foto: Versuchsaufbau Lochkamera mit beleuchtetem Löwen).
Lege die beiden Lochkameras, das schwarze Stofftuch und den Meterstab neben das Podest.
Versuch 2: einen Baum beobachten (draußen)
zusätzlich zu den Materialien des ersten Versuchsteils werden benötigt:
Materialien
ein Maßband
ein Meterstab
ein Stück Kreide
ein Taschenrechner
Versuchsaufbau
Lege die zusätzlichen Materialien neben den Versuchsaufbau mit dem beleuchteten Löwen hin.
Ansonsten muss für diesen Versuch nichts weiter aufgebaut werden.
Anweisung an die SuS: Falls das Wetter zu schlecht ist, werden die SuS die Betreuer fragen, was sie stattdessen tun sollen.
In diesem Fall sollen die SuS dennoch den Baum beobachten. Optimalerweise sollen sie den Baum vom blauen Schild des 57er-Gebäudes beobachten, da der Ort überdacht ist. Die Messung der Gegenstandsweite vom Baum zum blauen Schild fällt für die SuS weg. Dieser Wert wird dann von den Betreuern vorgegeben:
Gegenstandsweite vom Baum zum blauen Schild des 57er-Gebäudes: g=23,6 m
Aufbauanleitung Station 4: Linsenformen
Es werden die zwei laminierten Stationsschilder sowie die zwei Blätter mit den Blumenmustern benötigt.
Versuch 1: Linsen aus Luft, Wasser und Öl
Versuchsaufbau Linsen aus Luft, Wasser und Öl
Materialien
Blatt mit dem Blumenmuster
eine Plastiklinse
eine Plastiklinse gefüllt mit Wasser
eine Plastiklinse gefüllt mit Luft
ein Lineal oder Geodreieck
Versuchsaufbau
1. Lege die drei Plastiklinsen (eine leere, eine mit Wasser gefüllte, eine mit Öl gefüllte) neben das Blumenmuster bereit, wie auf dem rechten Bild zu sehen.
Versuch 2: Sammellinsen und Streulinsen
Versuchsaufbau Strahlengang an Sammellinse und Streulinse
Materialien
schwarze 5-Strahl-Lampe (Lampe Nummer 1)
Streulinse aus dem Set "Ray Optics Demonstration Set plus" (Optik-Schrank)
Sammellinse aus dem Set "Ray Optics Demonstration Set plus" (Optik-Schrank)
A2-große, magnetische Unterlage
Versuchsaufbau
Lege die magnetische Unterlage unter die Materialien. Platziere die Sammellinse und die Streulinse so, dass sie nicht im Lichtweg der 5-Strahl-Lampe liegen.
Schalte die 5-Strahl-Lampe ein und stelle den Schieberegler ungefähr mittig ein.
Hinweis: Achte darauf, dass die 5-Strahl-Lampe vom Beobachter aus
nach rechts leuchtet, damit der Aufbau mit den gedruckten Strahlengängen übereinstimmt!
Versuch 3: Unterschiedliche Formen von Glaslinsen
Versuchsaufbau Unterschiedliche Formen von Glaslinsen: Strahlengänge nachlegen
Materialien
Für diesen Versuch werden die Materialien aus Versuch 2 weiter verwendet. Zusätzlich werden benötigt:
kleine Glasformen (zu finden im Lichtdetektive Schrank im Set mit Aufschrift "Glasformen klein")
laminierte Blätter 2-A bis 2-F (zu finden im Lichtdetektive Schrank im Set mit Aufschrift "Glaskörper")
2 magnetische Plättchen aus der Box mit den 5-Strahl-Lampen
weißes Blatt Papier
Aufbau
Lege die kleinen Glasformen und die laminierten Blätter 2-A bis 2-F neben den Aufbau mit der 5-Strahl-Lampe (siehe Bild rechts).
Hinweis: Falls der Versuch zweimal aufgebaut werden soll, können zusätzlich die laminierten Blätter 1-A bis 1-F und die Glasformen aus dem Set "Glaskörper" verwendet werden.
Versuch 4: Zusammengesetzte Linsen bauen
Versuchsaufbau Zusammengesetzte Linsen bauen
Materialien
Für diesen Versuch werden die Materialien aus Versuch 2 weiter verwendet. Zusätzlich werden benötigt:
bikonvexe Linse, zwei plankonvexe Linsen, bikonkave Linse, zwei plankonkave Linsen; jeweils aus dem Set "Ray Optics Demonstration Set plus" (siehe Bild rechts; zu finden im Optik-Schrank)
Aufbau
Lege die sechs Linsen neben den Aufbau mit der 5-Strahl-Lampe (siehe Bild rechts).
Aufbauanleitung Station 5: Brennweitenbestimmung bei Linsen
In allen drei Versuchsteilen wird dieselbe Linse mit f=200 mm und Aufschrift "Station 5 Bestimmung von f" verwendet.
Versuch 1: Parallellichtmethode
Versuchsaufbau Parallellichtmethode
Materialien
Linse mit Brennweite f=200 mm, beschriftet mit der Aufschrift:"Station 5 Bestimmung von f" (Optik-Schrank)
ein weißes DIN A4-Papier (Druckerraum)
Lineal oder Meterstab (vorzugsweise 1 m lang)
Versuchsaufbau
Lege die Linse mit Post, das weiße Blatt Papier und das Lineal nebeneinander auf den Tisch.
Versuch 2: Abbildungsmethode
Versuchsaufbau Abbildungsmethode
Materialien
Es wird weiterhin die Linse mit f=200 mm und das Lineal (1 m-Länge) verwendet. Außerdem wird benötigt:
schwarze optische Bank mit 1 m-Länge und beschrifteter Skala!
3 Reiter, davon zwei kurze und einen langen
Schirm
Zebra als Objekt
Objekttisch
eine schwarze, sehr helle Taschenlampe
ein Stativ, bestehend aus Stativfuß, Stativstange (50 cm), Doppelkreuzmuffe und Stativklemme
Taschenrechner
Versuchsaufbau
Befestige den Objekttisch mit einem kurzen Reiter auf der optischen Bank und platziere ihn am linken Ende der Bank.
Befestige den Schirm mit einem kurzen Reiter auf der optischen Bank und platziere ihn am rechten Ende der optischen Bank.
Zebra und Schirm müssen genau 90 cm entfernt voneinander stehen. Miss den Abstand nach und justiere ggbf. Zebra und Schirm.
Platziere den hohen Reiter in der Mitte der optischen Bank. Setze die Linse nicht ein, sie wird zuerst für Versuchsteil 1 benötigt!
Baue das Stativ aus Stativfuß, Stativstange, Doppelkreuzmuffe und Stativklemme zusammen.
Spanne die Taschenlampe so in die Stativklemme ein, so dass sie das Zebra von schräg oberhalb beleuchtet (siehe Bild Versuchsaufbau Abbildungsmethode). Es sollte die ganze Vorderseite des Zebras beleuchtet werden.
Lege die Linse mit f=200 mm, das Lineal (1 m-Länge) und den Taschenrechner neben den Versuchsaufbau bereit.
Hinweis: Baue den Versuch immer so auf, dass die optische Bank parallel zu den Fenstern steht, niemals senkrecht zu den Fenstern! Ansonsten sieht man zu viel einfallendes, störendes Licht von draußen auf dem Schirm.
Versuch 3: Bessel-Verfahren
Es wird derselbe Versuchsaufbau aus Versuch 2 weiter verwendet. Deshalb ist kein weiteres Material und kein weiterer Versuchsaufbau nötig!
