Die Folge: Der Himmel kann an der Stelle zum See werden, wo die Grenze der beiden Luftschichten das Licht bricht und reflektiert. An diesen Grenzschichten sind auch Spiegelungen von weit entfernten, hinter dem Horizont liegenden Gegenständen möglich. So kann beispielsweise in der Wüste eine Karawane sichtbar werden, die gar nicht in Sichtweite ist. IV. Das Brockengespenst Quelle: Getty Images/Maya Karkalicheva Das Brockengespenst, im Englischen Brocken Spectre genannt, ist ein optischer Effekt. Er entsteht durch ein Zusammenspiel von dichtem Nebel, schräg einfallendem Licht und dem Schattenwurf einer Person oder eines Gegenstandes. Die Nebelwand, auf die der Schatten fällt, stellt das Bild mehrfach vergrößert dar. Oft tritt das Brockengespenst zusammen mit einer Glorie auf – einer farbigen, ringförmigen Lichterscheinung um den Schattenwurf, die durch angestrahlte Wassertröpfchen in der Luft entsteht. Der Begriff Brockengespenst wurde durch Johann Wolfgang von Goethe geprägt, der auf dem Brocken Studien zur Optik und zum Wetter durchführte.
Seine Flügelspannweite beträgt bis zu 30 Zentimetern. Besonders auffällig sind seine gelblichen, sichelförmigen Vorderflügelspitzen. Viele Beobachter meinen, in diesen Vorderflügelspitzen Schlangenköpfe sehen zu können. Eine perfekte optische Illusion, um eventuelle Fressfeinde abzuschrecken. Allerdings nützt das dem Nachtfalter nicht sonderlich viel: Da er keine Mundwerkzeuge zur Nahrungsaufnahme entwickelt hat, lebt der Atlasspinner nur bis zu zwei Wochen. IX. Der Regenbogen Quelle: Getty Images/fhm Er ist die wohl bekannteste optische Illusion in der Natur: der Regenbogen. Er wird als kreisbogenförmiges farbiges Lichtband wahrgenommen. Die Farben des Regenbogens entsprechen den Farben, aus denen sich das Sonnenlicht zusammensetzt, auch Spektralfarben genannt. Fällt das Sonnenlicht durch einen Wassertropfen, wird es wie in einem Prisma gebrochen und reflektiert. Daher kann ein Regenbogen auch nur entstehen, wenn gleichzeitig die Sonne scheint und Regen fällt. Ein Bogen entsteht übrigens deshalb, weil jede einzelne Farbe in einem leicht veränderten Winkel gebrochen und reflektiert wird: Rotes Licht kommt in einem Winkel von etwa 42 Grad zurück, blaues Licht bei 40 Grad.
Details Informationen zum Unterrichtsgegenstand Geometrische Körper und Formen begegnen Schülerinnen und Schülern überall in ihrer Umwelt, wie der Laternenpfahl, der einem Zylinder gleicht oder der Schrank, der einem Quader entspricht. In dieser Unterrichtseinheit fotografieren die Schülerinnen und Schüler Körper und Flächen auf dem Schulgelände und ordnen und vergleichen die Bilder auf einer digitalen Pinnwand (Padlet). Vertiefend betrachten Schülerinnen und Schüler zusammengesetzte Körper sowie Flächen auf Körpern. Beschreibung des Unterrichtsbausteins Notwendiges Vorwissen: Einführungsstunde, inhaltliches Vorwissen aus Grundschule reicht i. d. R. aus. Grundkenntnisse im Umgang mit Smartphones (Fotografieren, Verwenden des Browsers und Öffnen der QR-Scanner-App) sollten vorhanden sein. Praktische Tipps: Siehe Verlaufsplanung und Hinweise für das Padlet. Alternativ zur Arbeit mit eigenen Fotos können auf Pixabay Bilder geometrischer Körper und Flächen gesucht und auf das Padlet hochgeladen werden.
Vom Mathematiker Leonhard Euler wurde im 18. Jahrhundert bewiesen, dass bei einem eckigen geometrischen Körper die Anzahl der Kanten (Bruchlinien) plus 2 gleich der Summe der Ecken und der von Kanten eingeschlossenen Flächen ist, wobei noch eine große Fläche hinzugezählt werden muss, um die Formation "auf der Rückseite" zu schließen. Ein fünfzackiger Stern zum Beispiel hat 7 Flächen (5 Dreiecke, ein Fünfeck in der Mitte und eine große Fläche zum Abdecken der Rückseite, die natürlich ebenfalls sternförmig ist), 10 Ecken und 15 Kanten (15 + 2 = 10 + 7). Bemerkenswert ist ebenfalls, dass beim Trocknen von Schlamm eine entstehende Bruchlinie, die auf eine zweite Bruchlinie trifft, sich nicht auf deren andere Seite ausbreitet. Die Kräfte in einem solchen Bruch können zwar zu einer Verbreiterung der zweiten Bruchlinie führen, jedoch besteht keine physikalische oder mechanische Verbindung zur gegenüberliegenden Seite. Ecken, an denen mehr als drei Bruchlinien zusammenkommen, sind daher sehr selten.
Dieses Verhalten kannst du verstehen, wenn du dir die Konvexlinse aus mehreren einzelnen Prismen zusammengesetzt vorstellst. Dies und der daraus resultierende Strahlenverlauf des Lichts ist in der Animation in Abb. 3 dargestellt. In der Praxis treten jedoch Abweichungen von diesem idealen Modell ab, sogenannte Linsenfehler. Mehr Infos dazu findest du im Ausblick. Strahlengang bei Konkavlinsen (Zerstreuungslinsen) Abb. 4 Strahlenverlauf an einer Konkavlinse, die aus verschiedenen Prismen zusammengesetzt ist Konkavlinsen heißen auch Zerstreuungslinsen, weil sie ein gerade einfallendes paralleles Lichtbündel nach dem Durchlaufen der Linse auseinander laufen lassen bzw. zerstreuen. Dieses Verhalten kannst du verstehen, wenn du dir die Konkavlinse aus mehreren einzelnen Prismen zusammengesetzt vorstellst. 4 dargestellt. Abb. 5 Strahlengang bei Konvex- und Konkavlinsen • Konvexlinsen, auch Sammellinsen genannt, brechen parallel einfallende Lichtstrahlen so, dass sich die Lichtstrahlen im Brennpunkt kreuzen.
Daher liegen die Farben auch nicht über, sondern nebeneinander. X. Die Größe des Mondes Quelle: Getty Images/Luis Davilla Steht der Mond nahe am Horizont, erscheint er uns deutlich größer als am Firmament. Diese optische Täuschung entsteht dadurch, dass unser Wahrnehmungssystem den Mond in Beziehung zur Umgebung setzt. Fehlen Vergleichspunkte, um die Entfernung zu messen – wie bei einem leeren Himmel – erscheint uns der Mond weiter entfernt und damit kleiner. Steht er nahe am Horizont, setzen wir ihn in Beziehung zur Umgebung. Der Mond wirkt dadurch näher und erscheint uns größer. Noch mehr optische Täuschungen An dieser Stelle finden Sie Inhalte von Drittanbietern Um eingebettete Inhalte anzuzeigen, ist deine widerrufliche Einwilligung in die Übermittlung und Verarbeitung von personenbezogenen Daten notwendig, da die Anbieter der eingebetteten Inhalte als Drittanbieter diese Einwilligung verlangen [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u. Du kannst deine Einwilligung jederzeit über den Schalter und über Privatsphäre am Seitenende widerrufen.
Weitere Möglichkeiten: vor Einsatz der Einheit werden zentrale Grundvorstellungen von Körpern und Flächen angelegt.
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