Aufbau und Durchführung
Joachim Herz Stiftung
•Führe die Blende so ein, dass ein einzelner "Lichtstrahl" (enges Parallelbündel) entsteht. Zur Bündelung muss eine Linse verwendet werden.
•Schließe die Lichtbox an die vom Lehrer benannten Buchsen an (\(12\,\rm{V}\)).
•Lege das Zusatzblatt und den Spiegel wie skizziert auf den Tisch und führe der Reihe nach die beschriebenen Versuche durch.
Aufgaben
1. Regelmäßige und diffuse Reflexion
Lege den Styroporkörper an die Linie "Sp" in Figur I des Zusatzblattes und lasse das Lichtbündel in der skizzierten Richtung in Punkt A auf den Körper treffen. Wiederhole den Versuch mit dem Spiegel. Zunächst beobachtest Du eine diffuse, dann eine regelmäßige Reflexion.
a) Erläutere den wesentlichen Unterschied zwischen diesen Reflexionsarten.
b) Erkläre, wie dieser Unterschied zustande kommt.
2. Reflexionsgesetz
Der Winkel zwischen einfallendem Strahl und Einfallslot heißt Einfallswinkel \(\alpha\) , der Winkel zwischen reflektiertem Strahl und Lot heißt Reflexionswinkel \(\alpha '\) . Lasse in Figur I der Reihe nach die verschieden gerichteten Strahlen e1, e2, e3 und e4 in A auf den Spiegel treffen. Lege sie, sowie ihre reflektierten Strahlen r1, r2, r3 und r4 genau fest. Verwende hierzu einen spitzen Bleistift und lege jeweils einen Punkt des Strahls (außer A) durch ein Kreuzchen fest. Schreibe sofort neben jedes Kreuzchen den zugehörigen Buchstaben. Zeichne zu Hause die Strahlen ein und stelle in der Tabelle des Beiblatts die Einfalls- und Reflexionswinkel übersichtlich zusammen. Welche Gesetzmäßigkeit gilt?
3. Drehspiegel
Bringe bei gleichbleibendem einfallenden Strahl den Spiegel in die angegebenen Stellungen Sp1 bis Sp3 in Figur II und lege jeweils die reflektierten Strahlen fest. Kennzeichne die reflektierten Strahlen mit r1 bis r3. Trage in die vorgesehene Tabelle die Drehwinkel des Spiegels \(\beta_{12}\) und \(\beta_{13}\) (jeweils in Bezug auf Sp1) und die Drehwinkel des reflektierten Strahles \(\gamma_{12}\) und \(\gamma_{13}\) (jeweils in Bezug auf den reflektierten Strahl r1 von Sp1) ein.
4. Winkelspiegel
Stelle zwei Spiegel so auf, wie es in Figur III angegeben ist. Lasse einen Strahl so einfallen, dass er an jedem Spiegel einmal reflektiert wird. Zeichne in Figur III den vollständigen Strahlengang ein. Bestimme für jeden der beiden Fälle den Winkel \(\gamma\) zwischen einfallendem und ausfallendem Strahl (das ist der Strahl nach der 2. Reflexion) und trage ihn zusammen mit dem Winkel \(\beta\) zwischen den Spiegeln in die vorgesehende Tabelle ein.
Zusatzblatt
Joachim Herz Stiftung
Messwerte
zu 2.: Reflexionsgesetz
| Einfallswinkel \(\alpha\) | ||||
| Reflexionswinkel \(\alpha'\) |
zu 3.: Drehspiegel
| Drehwinkel des Spiegels | \(\beta_{12} =\) | \(\beta_{13} =\) |
| Drehwinkel des Lichtstrahls | \(\gamma_{12} =\) | \(\gamma_{13} =\) |
zu 4.: Winkelspiegel
| Winkel zwischen den Spiegeln | \(\beta_{1} = \) 45° | \(\beta_{2} = \) 60° |
| Winkel zwischen den Lichtstrahlen | \(\gamma_1 =\) | \(\gamma_{2} =\) |