Lernpfad Energie/Armbrustschießen im Weltall und Licht und Schatten: Unterschied zwischen den Seiten

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== Ein Gedankenexperiment ==
{{Kurzinfo-1|Idee}}
Wir machen nun etwas, was Physiker gerne machen: ein Gedankenexperiment. Wir stellen uns einen Astronauten in ferner Zukunft vor, der mit seinem Raumschiff von Planet zu Planet reist. Da unser Astronaut Sportschütze ist, Feuerwaffen jedoch an Bord verboten sind, nimmt er eine Sport-Armbrust mit, um zu üben.


=== Was genau ist eine Armbrust? ===
==Schatten==


[[Datei:Armbrust MK1888.png|miniatur|Alte Abbildung einer Armbrust]] Aus alten Filmen weißt Du wahrscheinlich, was eine [http://de.wikipedia.org/wiki/Armbrust Armbrust] ist. Im Gegensatz zum Bogenschießen, wo man die Waffe die ganze Zeit mit Muskelkraft gespannt halten muss, gibt es hier eine Rückhaltevorrichtung mit Abzug (ähnlich wie bei einem Gewehr). Die Armbrust wird zunächst mit Muskelkraft gespannt, bis sie einrastet. Sie bleibt danach gespannt, bis man am Abzug abdrückt.
===Wie entsteht Schatten?===
So ist das Spannen der Armbrust vom Zielen getrennt und man muss während des Zielens keine große Kraft aufwenden, was einen großen Vorteil im Hinblick auf Komfort und Zielgenauigkeit darstellt. Zum Teil wird auch ein Spannhebel verwendet, so dass man die Armbrust viel stärker spannen kann als einen Bogen.
 
{{Frage|Kann man über seinen eigenen Schatten springen?}}
 
{{Versuch|:Eine Glühlampe beleuchtet einen undurchsichtigen Gegenstand. Mit einem Blatt Papier wird der Schattenraum ausgemessen.}}
 
 
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{{Merke|:Schatten entsteht an der lichtabgewandten Seite eines lichtundurchlässigen Körpers. Dort fehlt das Licht, das der Körper verschluckt.
}}
 
{{Versuch|:Zwei Leuchten werden so aufgestellt, das zwei Schatten entstehen. Die Schatten sollen zusammenlaufen.}}
 
 
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{{Versuch|:Die Schattenbildung durch eine ausgedehnte Lichtquelle (Leuchtstoffröhre) wird gezeigt.}}
 
'''Ergebnis:''' Die Schattenabstufung verschwindet.
 
Eine schattenfreie Ausleuchtung erreicht man durch Milchglas, Lichtbänder, und weiße Zimmerdecken.
 
{{Merke|:Hinter undurchsichtigen Körpern entsteht ein lichtfreier Raum, der Schattenraum. Auf einen Schirm, der in diesen Raum gebracht wird, entsteht eine Schattenfläche, der Schatten. Eine punktförmige Lichtquelle führt zu harten Schatten, mehrere zu Halb- und Kernschatten. Ausgedehnte Lichtquellen ergeben weiche Übergänge zwischen Licht und Schatten. Sie ermöglichen schattenfreie Beleuchtung.
}}
 
 
===Schatten im Weltraum===
 
Da im Weltraum Lichtquellen und Schattenkörper vorhanden sind; entstehen Schattenräume und Schatten.
 
====Tag und Nacht====
 
Die sonnenabgewandte Seite der Erde ist der Schattenraum der Erde. Durch die  Drehung der Erde um ihre Achse entsteht so Tag und Nacht.
 
 
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====Mondphasen====
 
Auch der Mond hat eine von der Sonne beleuchtete und eine unbeleuchtete Seite.  
Da wir beim Umlauf des Mondes um die Erde unterschiedliche Anteile der beleuchteten Mondhälfte sehen, entstehen für uns die Mondphasen.
 
 
[[Bild:Opt_006.gif|center]]
 
 
====Sonnenfinsternis====
 
Tritt der Mond bei seinem Umlauf um die Erde zwischen Erde und  Sonne, kann sein Schatten auf die Erde fallen. Im Bereich dieses Schattens ist die Sonne für die Betrachter ganz oder teilweise  durch den Mond verdeckt. Es entsteht so eine totale oder eine partielle Sonnenfinsternis.
 
 
[[Bild:Opt_007.gif|center]]
 
 
====Mondfinsternis====
 
Durchläuft dagegen der Mond ganz oder teilweise den Schattenraum der Erde, so wird er mehr oder weniger vollständig verdunkelt. Es entsteht eine totale oder partielle Mondfinsternis.
 
 
[[Bild:Opt_008.gif|center]]
 
 
 
;{{wpde|Mond|Monddaten}}:
:Mittlere Entfernung Mond- Erde: 384.405 km.
:Mondradius: 1738 km  (0,272 mal Erdradius).
:Mondmasse: 1/81 tel der Erdemasse (81 Monde haben die gleiche Masse wie die Erde).
:Wegen seiner geringen Masse kann der Mond keine Atmosphäre halten. Der Mond leuchtet nicht selber, er reflektiert nur das Licht der Sonne.
:Mondumlauf um die Erde:  27,3 Tage. In der gleichen Zeit rotiert er einmal um seine eigene Achse. Deshalb ist die Rückseite des Mondes nie zu sehen. Infolge der Atmosphärerosigkeit und der langsamen Umdrehung gibt es auf dem Mond starke Temperaturunterschiede.
:Nachtgebiet: minus 160 °C, Taggebiet plus 130 °C.
 
 
==Weblinks==
*[http://www.math-help.de/physik/rsvph_00.htm#abs5 Einige PDF-Dateien zum Thema]
 
==Unterrichtsmaterialien==
[http://www.buhv.de/schule/Bausteine-Grundschule/Licht-und-Schatten-(3.-4.-Klasse).html Licht und Schatten (3.+4. Klasse)], Bausteine Grundschule, 05/2007, [[Bergmoser_und_Höller_Verlag|Bergmoser + Höller Verlag AG]], ISSN 0934-3814
 
== Siehe auch ==
* [[Optik]]
* [[Physik]]
 
 
[[Kategorie:Unterrichtsreihe Optik]]

Version vom 15. April 2009, 13:42 Uhr

Vorlage:Kurzinfo-1

Schatten

Wie entsteht Schatten?

Frage
Kann man über seinen eigenen Schatten springen?




Versuch: :Eine Glühlampe beleuchtet einen undurchsichtigen Gegenstand. Mit einem Blatt Papier wird der Schattenraum ausgemessen.

{{{2}}}



Opt 003.gif


Merke
Schatten entsteht an der lichtabgewandten Seite eines lichtundurchlässigen Körpers. Dort fehlt das Licht, das der Körper verschluckt.



Versuch: :Zwei Leuchten werden so aufgestellt, das zwei Schatten entstehen. Die Schatten sollen zusammenlaufen.

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Opt 004.gif



Versuch: :Die Schattenbildung durch eine ausgedehnte Lichtquelle (Leuchtstoffröhre) wird gezeigt.

{{{2}}}


Ergebnis: Die Schattenabstufung verschwindet.

Eine schattenfreie Ausleuchtung erreicht man durch Milchglas, Lichtbänder, und weiße Zimmerdecken.


Merke
Hinter undurchsichtigen Körpern entsteht ein lichtfreier Raum, der Schattenraum. Auf einen Schirm, der in diesen Raum gebracht wird, entsteht eine Schattenfläche, der Schatten. Eine punktförmige Lichtquelle führt zu harten Schatten, mehrere zu Halb- und Kernschatten. Ausgedehnte Lichtquellen ergeben weiche Übergänge zwischen Licht und Schatten. Sie ermöglichen schattenfreie Beleuchtung.


Schatten im Weltraum

Da im Weltraum Lichtquellen und Schattenkörper vorhanden sind; entstehen Schattenräume und Schatten.

Tag und Nacht

Die sonnenabgewandte Seite der Erde ist der Schattenraum der Erde. Durch die Drehung der Erde um ihre Achse entsteht so Tag und Nacht.


Opt 005.gif


Mondphasen

Auch der Mond hat eine von der Sonne beleuchtete und eine unbeleuchtete Seite. Da wir beim Umlauf des Mondes um die Erde unterschiedliche Anteile der beleuchteten Mondhälfte sehen, entstehen für uns die Mondphasen.


Opt 006.gif


Sonnenfinsternis

Tritt der Mond bei seinem Umlauf um die Erde zwischen Erde und Sonne, kann sein Schatten auf die Erde fallen. Im Bereich dieses Schattens ist die Sonne für die Betrachter ganz oder teilweise durch den Mond verdeckt. Es entsteht so eine totale oder eine partielle Sonnenfinsternis.


Opt 007.gif


Mondfinsternis

Durchläuft dagegen der Mond ganz oder teilweise den Schattenraum der Erde, so wird er mehr oder weniger vollständig verdunkelt. Es entsteht eine totale oder partielle Mondfinsternis.


Opt 008.gif


MonddatenWikipedia-logo.png
Mittlere Entfernung Mond- Erde: 384.405 km.
Mondradius: 1738 km (0,272 mal Erdradius).
Mondmasse: 1/81 tel der Erdemasse (81 Monde haben die gleiche Masse wie die Erde).
Wegen seiner geringen Masse kann der Mond keine Atmosphäre halten. Der Mond leuchtet nicht selber, er reflektiert nur das Licht der Sonne.
Mondumlauf um die Erde: 27,3 Tage. In der gleichen Zeit rotiert er einmal um seine eigene Achse. Deshalb ist die Rückseite des Mondes nie zu sehen. Infolge der Atmosphärerosigkeit und der langsamen Umdrehung gibt es auf dem Mond starke Temperaturunterschiede.
Nachtgebiet: minus 160 °C, Taggebiet plus 130 °C.


Weblinks

Unterrichtsmaterialien

Licht und Schatten (3.+4. Klasse), Bausteine Grundschule, 05/2007, Bergmoser + Höller Verlag AG, ISSN 0934-3814

Siehe auch

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