2 Physik Mašin | Grois | Glaeser verstehen Arbeitsheft
Physik verstehen 2, Arbeitsheft + E-Book Schulbuchnummer: 215262 Physik verstehen 2, Arbeitsheft E-Book Solo Schulbuchnummer: 215264 Mit Bescheid des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung vom 10. Oktober 2023, GZ 20220.734.278, gemäß § 14 Abs. 2 und 5 des Schulunterrichtsgesetzes, BGBl. Nr. 472/86, und gemäß den derzeit geltenden Lehrplänen als für den Unterrichtsgebrauch für die 2. Klasse an Mittelschulen im Unterrichtsgegenstand Physik (Lehrplan 2023) und für die 2. Klasse an allgemein bildenden höheren Schulen – Unterstufe im Unterrichtsgegenstand Physik (Lehrplan 2023) geeignet erklärt. Dieses Werk wurde auf der Grundlage eines zielorientierten Lehrplans verfasst. Konkretisierung, Gewichtung und Umsetzung der Inhalte erfolgen durch die Lehrerinnen und Lehrer. Liebe Schülerin, lieber Schüler, du bekommst dieses Schulbuch von der Republik Österreich für deine Ausbildung. Bücher helfen nicht nur beim Lernen, sondern sind auch Freunde fürs Leben. Kopierverbot Wir weisen darauf hin, dass das Kopieren zum Schulgebrauch aus diesem Buch verboten ist – § 42 Abs. 6 Urheberrechtsgesetz: „Die Befugnis zur Vervielfältigung zum eigenen Schulgebrauch gilt nicht für Werke, die ihrer Beschaffenheit und Bezeichnung nach zum Schul- oder Unterrichtsgebrauch bestimmt sind.“ Das Schulbuch verwendet Ideen für Unterrichtskonzeptionen (Text und Abbildungen) aus diesen Quellen: Alle Kapitel: H. Schecker, Th. Wilhelm, M. Hopf & R. Duit (Hrsg., 2018). Schülervorstellungen und Physikunterricht. Heidelberg: Springer Spektrum; Th. Wilhelm, H. Schecker & M. Hopf (Hrsg., 2021). Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht. Heidelberg: Springer Spektrum Kapitel 3–5 (Frankfurt/Grazer-Optikkonzeption): C. Haagen-Schützenhöfer, I. Fehringer, J. Rottensteiner, J. Pürmayer. Optik für die Sekundarstufe I. https://physik.unigraz.at/de/fachbereich-physikdidaktik-und-fdz-physik/forschen/forschungs-und-entwicklungsprojekte/das-optikprojekt/ (Abgerufen am 28.09.2021) Umschlagbild: Andy119 / Shutterstock 1. Auflage (Druck 0001) © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien 2024 www.oebv.at Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, gesetzlich verboten. Redaktion: Sandra Nemecek, Wien Herstellung: Harald Waiss, Wien Umschlaggestaltung: Power-Design Thing GmbH, Berlin Layout: Power-Design Thing GmbH, Berlin Illustrationen: Matthias Pflügner, Berlin Technische Zeichnungen: Arnold & Domnick, Leipzig Satz: Arnold & Domnick, Leipzig Druck: Ferdinand Berger & Söhne Ges.m.b.H., Horn ISBN 978-3-209-12323-7 (Physik verstehen 2, Arbeitsheft + E-Book) ISBN 978-3-209-12867-6 (Physik verstehen 2, Arbeitsheft E-Book Solo) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Christian Mašin Gerald Grois Pia Glaeser www.oebv.at Arbeitsheft Physik verstehen 2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
2 V1 Vorwort Liebe Schülerin, lieber Schüler! Im Physikunterricht hast du bestimmt viele Versuche gesehen, gemacht und erklärt bekommen. Du hast sicher auch die Funktion vieler Dinge des Alltags und Gesetzmäßigkeiten der Natur kennen gelernt. Dieses Arbeitsheft soll dir helfen, das Gelernte und Erprobte noch einmal zu wiederholen und zu üben. Hier findest du ein paar Hinweise zur Verwendung dieses Buches: – Achte bei den multiple choice-Aufgaben („Kreuzerltests“) darauf, dass nicht immer nur eine Antwort richtig ist! Manchmal stimmen mehrere Aussagen! – Zu den Worträtseln: Die Umlaute (Ä, Ö, Ü) werden auch als solche geschrieben! – Viele Aufgaben kannst du mithilfe deines Physikbuches lösen. Bei manchen Aufgaben hilft nur denken und selber ausprobieren! Alle Aufgaben in diesem Buch sind mit einem dreieckigen Zeichen markiert. Damit weißt du auf einen Blick, um welche Aufgabenart es sich handelt. Wenn du die Aufgaben löst, kannst du selbst überprüfen, was du gut beherrschst und wobei du dir noch schwertust. Aufgaben mit diesem Zeichen helfen dir, dein Fachwissen anzuwenden, zu erweitern und zu kommunizieren. Bei diesen Aufgaben sollst du Vermutungen aufstellen und Versuche planen, durchführen, festhalten und auswerten. Diese Aufgaben fordern dich auf, dir eine eigene fachlich begründete Meinung zu bilden, neue Informationen kritisch zu bewerten und verantwortungsbewusste Entscheidungen zu treffen. Die Autorin und die Autoren wünschen dir und deiner Lehrerin oder deinem Lehrer viel Vergnügen beim Physiküben! Christian Mašin, Gerald Grois, Pia Glaeser Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
3 Physik in unserem Leben Wofür wir Physik brauchen 4 Experimentieren und beobachten / Experimente und ihre Auswertung / Wenn du ein Experiment veränderst 5 Messen ist wichtig 6 Physik im Alltag: Wir messen Masse 7 Modelle helfen beim Beschreiben der Natur 8 Vom Schall und vom Hören Wie wir Geräusche und Töne hören können 10 Wie sich der Schall ausbreitet 12 Wie hohe und tiefe Töne entstehen 14 Wie laute und leise Töne entstehen 16 Physik im Alltag: Musikinstrumente sind besondere Schallsender 18 Physik im Alltag: Wissenswertes über Schall 19 Vom Licht und vom Sehen Licht macht Vieles sichtbar 20 Über die Lichtausbreitung 22 Geradlinige Lichtausbreitung – Die Lochkamera 24 Licht und Schatten 26 Physik im Alltag: Schatten im Weltall 28 Der Lichtweg wird verändert Das Reflexionsgesetz an glatten Flächen 30 Bilder am ebenen Spiegel 32 Wenn Licht „bricht“ 34 Wenn Licht „total“ reflektiert wird 36 Der Lichtweg bei optischen Linsen / Wie Bilder an Linsen entstehen 38 Fotoapparat und Auge 40 Die Farben und das Licht Licht besteht aus Lichtfarben / Spektralfarben in der Natur 42 Wie die Farben von Gegenständen entstehen 44 Wir überlagern Lichtfarben und Farbstoffe 46 Physik im Alltag: Gefährliches und Erstaunliches vom Licht 48 1 2 3 4 5 I Inhaltsverzeichnis Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
4 1 Schulbuchseiten 6–7 A1 Zu welchen 3 Teilbereichen der Physik kannst du dieses Bild am besten zuordnen? Kannst du deine Auswahl erklären? Mechanik Akustik Atomphysik Elektrizität Strömungslehre Astronomie Magnetismus Optik Wärmelehre A2 Finde die Teilbereiche der Physik im Buchstabensalat. Suche die Wörter waagrecht (,) und senkrecht (,). GMAGNET I SMUSNW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 AMTDOSANDRAAEÄ S IOPT I KMXWECWR TOMÄYP IAKJHHEM RI PPENTRÖOURRE OEHAUPSINJÄINL NNYXZAUONOWSEE ONSHAOKNI KEURH MOINSEAEGERRYR I SK INAHCEMIONE ELEKTRIZI TÄTMX ERHELSGNUMÖRTS A3 Überlege und befrage auch deine Familie. a) Kannst du Teilbereiche der Physik bei dir im Haushalt entdecken? Beispiel: Zimmerbeleuchtung – Elektrizität Finde 3 eigene Beispiele: b) Welche Berufe haben deiner Meinung nach viel mit Physik zu tun? Beispiel: Musikerinnen und Musiker müssen sich besonders gut mit Akustik auskennen. Wofür wir Physik brauchen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
5 Physik in unserem Leben Auf dieser Seite findest du Versuche zu verschiedenen Bereichen der Physik. Du kannst diese Versuche auch gut daheim durchführen. Münzenschnappen Material: einige Cent-Münzen Halte deinen Arm so, wie du auf dem Bild sehen kannst. Lege einen Stapel Münzen auf deinen nackten Ellenbogen. Du bewegst den Arm schnell nach unten, ohne den Unterarm auszustrecken. Schließe die Hand, wenn du die Münzen spürst. Übe diesen Versuch mehrmals. Wie viele Münzen kannst du auf einmal schnappen? Erklärung: Der Münzstapel braucht etwas Zeit, bevor er sich in Bewegung setzt. Wir sagen dazu: „Der Münzstapel ist träge.“ Ein schwerer Gegenstand ist träger als ein leichter Gegenstand. Das träge Ei Material: Ei, Hülle einer Streichholzschachtel, Spielkarte, Trinkglas, Küchenrolle Baue den Versuch so auf, wie du auf dem Bild siehst. Wie kannst du nur das Ei in das Glas fallen lassen, ohne es zu berühren? Beschreibe, wie du vorgehen musst. Findest du zu diesem Versuch eine Erklärung? Bedenke, was du in V1 gelernt hast. Der Wasserberg Material: 1-Cent-Münze, Pipetten (aus der Apotheke), Gurkenglasdeckel, Glas mit kaltem Wasser Baue den Versuch so auf, wie du auf dem Bild rechts siehst. Wie viele Tropfen kaltes Wasser kannst du auf die trockene 1-Cent-Münze setzen, ohne dass das Wasser von der Münze rinnt? Probiere es dreimal aus: 1: , 2: , 3: Erklärung: Die Oberfläche des Wassers hält gut zusammen. Daher rinnt das Wasser nicht sofort ab und bildet einen Buckel. Zeichne unten den Wasserberg auf der Münze ein, wie du ihn von der Seite sehen kannst. Forschungsauftrag: Probiere auch andere Flüssigkeiten aus (heißes Wasser, Essig, Limonade, Spülmittelwasser …). Verwende für jede Flüssigkeit eine eigene Pipette und notiere deine Beobachtungen. V1 V2 V3 Schulbuchseiten 8–13 Experimentieren und beobachten / Experimente und ihre Auswertung / Wenn du ein Experiment veränderst Film y9nk9g Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
6 1 Schulbuchseiten 14–15 Messen ist wichtig A1 Überprüfe den Durchmesser von Euromünzen. Lege zwei Geodreiecke an ein langes Lineal (siehe Bild rechts). Klemme dazwischen eine Münze ein und lies am langen Lineal den Durchmesser d ab. Wie groß sollte der Durchmesser sein? Suche die offiziellen Angaben im Internet. Münze Messung offizielle Angabe Münze Messung offizielle Angabe 1 Cent 20 Cent 2 Cent 50 Cent 5 Cent 1 Euro 10 Cent 2 Euro A2 Diese Messgläser sind mit Wasser gefüllt. Lies ab, wie viel ml Wasser in den Gläsern sind. Wie viel ml bedeutet eine Markierung auf den Messgläsern? Glas Wassermenge ml ml ml ml ml Markierung ml ml ml ml ml A3 Zeichne mit Lineal und Bleistift ein, wie hoch du diese Messgläser mit Wasser füllen musst. Beachte die Markierungen auf den Messgläsern. Glas Wassermenge 65 ml 37 ml 12 ml 32,5 ml 8,8 ml A4 Wie viel cm³ Volumen haben die eingetauchten Dinge? Volumen der Schraube: cm³ Volumen der Faust: cm³ Baue aus dem Oberteil einer 1,5-Liter-PET-Flasche und dem Unterteil einer 0,5-Liter-PET-Flasche eine Wasseruhr nach der Vorlage auf dem Bild. In den Verschluss bohrst du zB mit einem Knotenringbohrer ein Loch von etwa 1,5 mm Durchmesser. Fülle den oberen Teil mit 300 ml Wasser. Wie kannst du mit der Stoppuhr eines Smartphones und einem wasserfesten Stift die Wasseruhr „einstellen“? d V1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
7 Physik in unserem Leben A1 1 Liter Wasser hat eine Masse von etwa kg = g. 1 Hektoliter (hl) fasst 100 l, 1 Kubikmeter (m³) fasst 1 000 l Wasser. Wie groß ist die Masse des Wassers bei diesen Angaben ungefähr? 5-l-Kanister Wasser: kg Badewanne (250 l): kg = t 6er-Pack Mineralwasser (1,5 l): kg Whirlpool mit 15 hl: kg = t Pool 1,5 m x 8 m x 4 m (Tiefe x Länge x Breite): V = m³; Masse = kg = t A2 Diese Wägestücke liegen in der Waagschale der Balkenwaage. Wie viel Gramm Masse hat der Gegenstand? a) 100 g, 20 g, 10 g, 5 g, 1 g: b) 0,5 kg, 20 dag, 20 dag, 5 g: c) 50 dag, 10 dag, 2 g, 2 g: d) 1 dag, 2 g, 200 mg, 100 mg, 50 mg: Finde die Lösungen im Kasten: 12,16g–12,35g–13,7g–45,5g–64g–95g–136g–169g–353g–460g–604g–905g–950g–5404g A3 Du bist das neueste Mitglied einer bekannten Tresorknackerbande aus Obergansbach. Du sollst dein Können beweisen, indem du möglichst viele Goldbarren und Goldmünzen aus dem Tresor von Albert Emsig entwendest. Du leerst deine Schultasche, damit viel hineinpasst. Ein erfahrener Kollege von dir meint: „So wird das sicher nicht klappen!“ Er empfiehlt dir, deine Schultasche einmal genauer zu untersuchen. Weshalb glaubt er, dass du keinen Erfolg haben wirst? Hilf dir auch mit der Tabelle im Schulbuch auf Seite 93. Schichtenschwimmer Fülle ein größeres Marmeladenglas nacheinander und vorsichtig mit Schichten folgender Flüssigkeiten: • Erste (unterste) Schicht (etwa 4 cm): Honig (Agavensirup, Reissirup …) / Dichte = etwa 1,4 g ___ cm³ • Zweite Schicht (etwa 4 cm): Wasser / Dichte = etwa 1 g ___ cm³ • Dritte Schicht (etwa 4 cm): Speiseöl / Dichte = etwa 0,9 g ___ cm³ Suche verschiedene kleine Gegenstände, die aus nur einem Material bestehen. Sie dürfen nicht hohl sein. Gib sie vorsichtig in dein Glas. Findest du für jede Schicht einen Gegenstand, der darauf schwimmt? Notiere das Material der Gegenstände in der Zeichnung. Hilf dir beim Suchen des Materials mit der Tabelle im Schulbuch auf Seite 93. V1 Speiseöl = etwa 0,9 g cm³ Wasser = etwa 1 g cm³ Honig = etwa 1,4 g cm³ Physik im Alltag: Wir messen Masse Schulbuchseiten 16–17 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
8 1 Modelle helfen beim Beschreiben der Natur Schulbuchseiten 18–19 A1 Was unterscheidet ein Modell von der Wirklichkeit? Im Bild siehst du einen Globus (links) und die Erde vom Weltall aus (rechts). Ein Globus ist ein Modell der Erde. a) Finde 10 Unterschiede zwischen einem Globus und dem Planeten Erde. b) Diskutiert in Gruppen: Was soll ein Globus vom Planeten Erde darstellen und zeigen? A2 Kreuze die 3 richtigen Aussagen über kleinste Teilchen an. Die kleinsten Teilchen eines Stoffes kann man mit der Lupe gut erkennen. sind so klein, dass man sie nicht sehen kann. bewegen sich ständig. sind unbeweglich. haben bei Gasen die größten Anziehungskräfte. haben bei Feststoffen die größten Anziehungskräfte. Wunderschöne Salzkristalle Material: Teelöffel, Salz, Gefäß, heißes Wasser, flacher Teller Löse 5 Teelöffel Salz (etwa 45 g) in 100 ml heißem Wasser. Rühre um, bis sich kein Salz mehr auflöst. Leere das heiße klare Salzwasser (ohne Bodensatz) auf einen flachen Teller. Lass den Teller ruhig an einem warmen Ort stehen. Nach einiger Zeit bilden sich größere Salzkristalle. Wie stellst du dir mit dem Teilchenmodell die Bildung der Salzkristalle vor? Gestalte eine Seite in deinem Physikheft. Du kannst deine Vorstellung auch zeichnen. Klebe ein Foto deiner Kristalle dazu. Der Knopfkreisel Material: großer Knopf (Durchmesser etwa 35 mm), 1 m lange feste Schnur Fädle die Schnur durch 2 gegenüberliegende Löcher des Knopfes und verknote sie. Halte die Schlaufen mit deinen Fingern an beiden Enden. Lass den Knopf in die Mitte gleiten. Bringe den Knopf durch Schleudern in Drehung. Dadurch verdreht sich die Schnur. Ziehe die Schnurenden mit den Fingern gleichzeitig nach außen, lass kurz locker und ziehe wieder … Der Knopf dreht sich schnell einmal in die eine, dann in die andere Richtung. Kannst du den Knopf regelmäßig hin und her drehen lassen, ohne dass er seinen Schwung verliert? Wie viele Hin-und-her-Drehungen kannst du in einer Minute zählen? Ist die Anzahl der gezählten Schwingungen („Hin-und-her-Drehungen“) immer gleich? Wovon könnte das abhängen? V1 V2 Film ya9v6c Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
9 Physik in unserem Leben A3 Ergänze die fehlenden Begriffe. Bei einer bewegt sich ein Gegenstand regelmäßig hin und her. Die gibt an, wie viele Schwingungen in einer Sekunde stattfinden. Wenn ein Gegenstand in einer Sekunde einmal hin und her schwingt, beträgt die Frequenz . Wenn Schwingungen weitergegeben werden, dann entstehen . A4 Diese Diagramme zeigen Aufzeichnungen von Schwingungen. a) Zähle die Schwingungen ab. Welche Frequenz kannst du aus den Diagrammen ablesen? Beachte die Angabe der Sekunden auf der Zeit-Achse. 1 Hz 5 Hz 10 Hz 16 Hz 8 Hz 3 Hz 10 Hz 6 Hz 12 Hz b) Zeichne die Diagramme dieser Schwingungen fertig. Welche Frequenz zeigen die Diagramme? Frequenz f = Hz Frequenz f = Hz A5 a) Ronald zeichnet, wie er sich das Auflösen eines Zuckerwürfels in Wasser vorstellt ( Schulbuchseite 18, V1). Karola meint: „Ich glaube, du hast bei deiner Zeichnung vergessen, dass ALLES aus kleinsten Teilchen besteht.“ Erkläre, was Karola Ronald sagen will. b) Zeichne ein, wie sich Karola das Auflösen des Zuckers im Wasser vorstellen könnte. Hinweis: Du kannst zur besseren Unterscheidung die Teilchen von Luft, Wasser und Glas zB kleiner als die Teilchen des Zuckers darstellen. 1s 2s 3s 4s 5s Zeit 1 s Zeit 1 s 2 s Zeit 1 s Zeit 1 s Zeit Schale Zuckerteilchen Wasser Schale (Glas) Zucker Luft Wasser Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
10 2 Schulbuchseiten 22–23 Wie wir Geräusche und Töne hören können A1 Trage die gesuchten Begriffe in das Rätsel ein. Schreibe Umlaute als Umlaute. Die Buchstaben in den markierten Feldern ergeben von unten nach oben gelesen ein Lösungswort. 1 Nimmt den Schall auf 2 Erzeugt den Schall 3 Werden vom Schallsender erzeugt 4 Schallsender im menschlichen Körper 5 Wird im Ohr durch Schall zum Schwingen gebracht 6, 7 Amboss, und sind Gehörknöchelchen 8 Umgibt uns und überträgt den Schall 9 Hier befinden sich die Stimmbänder 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A2 Jack hört Jessica auf ihrer Gitarre spielen. Beschrifte die Zeichnung mit den Begriffen. Achte auf die Farben. A3 Schau und höre dich in deiner Wohnung um. Welche Schallsender und Schallempfänger findest du? Schallsender: Schallempfänger: Schallempfänger Schallsender Trommelfell Gitarre Luft nimmt Luftschwingungen auf überträgt den Schall bringt Luft zum Schwingen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
11 Vom Schall und vom Hören Das Hören mit zwei Ohren hilft dir bei der Orientierung. Du kannst nur durch Hören den Standort eines Schallsenders erkennen. Testet das mit diesen Versuchen. Arbeitet zu zweit oder in Gruppen. Achtung, stecke niemals spitze Gegenstände in dein Ohr! a) Richtungshören Stelle dich mit verbundenen Augen in die Mitte eines Zimmers. Alle anderen Personen verteilen sich im Zimmer und sprechen (rufen, flüstern) deinen Namen. Kannst du genau dorthin zeigen, aus welcher Richtung du deinen Namen hörst? Eine Person soll dich beobachten und notieren, wie oft du richtig liegst. b) Zentimeter hören Verwende ein Schlauchstück (zB Gartenschlauch) von etwa 1,5 m Länge. Befestige an den Enden zwei gleich große Trichter (zB aus der Küche). Markiere mit einem Permanentstift genau die Mitte des Schlauches (Nullmarke). Zeichne Markierungen in 1-cm-Abständen links und rechts von der Nullmarke ein. Halte dir die Trichter des Schlauches an die Ohren. Der Schlauch befindet sich hinter dir. Eine zweite Person klopft mit einem Stift rechts und links der Nullmarke auf den Schlauch. Wie genau kannst du angeben, an welcher Stelle geklopft wurde? c) Vertauschte Ohren Baue zwei gleichartige Hörrohre. Für ein Hörrohr befestigst du einen kleinen und einen großen Trichter an ein etwa 1 m langes Schlauchstück. Der große Trichter nimmt den Schall auf. Den kleinen Trichter hältst du an dein Ohr. Binde die Hörrohre so zusammen, dass der Schall von der rechten Seite an dein linkes Ohr dringen kann und umgekehrt. Halte jetzt die kleinen Trichter an deine Ohren und versuche mit geschlossenen Augen zu hören, aus welcher Richtung du angesprochen wirst. Warum kannst du beim Hören die Position des Schallsenders angeben? Was vermutest du? Entferne den Deckel und den Boden einer Dose. Bespanne die Dose mit einer Gummihaut (zB Gummihandschuh). Klebe ein kleines Stück glänzende Aluminiumfolie als Spiegel auf die Gummihaut. Halte die offene Seite der Dose nahe zum Lautsprecher eines Radios. Beleuchte den „Spiegel“ mit einer Taschenlampe. Der Lichtkegel wirkt wie ein langer Zeiger. Beobachte das Verhalten des Lichtflecks an der Wand. Versuche, eine Erklärung zu finden. V1 V2 Radio Dose Gummihaut kl. Spiegel Lautsprecher Taschenlampe oder Laserpointer im LV Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
12 2 Schulbuchseiten 24–25 Wie sich der Schall ausbreitet A1 Die Ausbreitung des Schalls erfolgt durch Schallwellen. Dabei schwingt die gesamte Luft auf und ab. breiten sich Verdichtungen und Verdünnungen der Luft aus. bewegen sich Luftteilchen vom Schallsender zum Schallempfänger und dann wieder zurück. A2 Der Schall kommt in einer Sekunde etwa 34 m, 340 m, 3 400 m, 34 000 m weit. A3 Welche Erklärung der Schallausbreitung durch die folgenden Zeichnungen ist am ehesten richtig? Die ganze Luft mit allen Luftteilchen zwischen Schallsender und Schallempfänger wird verschoben. Die vom Schallsender angestoßenen Luftteilchen bewegen sich zum Schallempfänger. Aufeinanderfolgende Bereiche verdichteter und verdünnter Luft kommen zum Schallempfänger. Die Luftteilchen schwingen hin und her und geben Stöße an benachbarte Luftteilchen weiter. A4 Astronautin Luna ist am Mond angekommen. Auf der Mondstation Alpha 1 gibt es einen Zwischenfall und eine Explosion findet statt. Warum reagiert Luna nicht? Finde eine Erklärung. Informiere dich zuerst über die Lebensbedingungen auf dem Mond. A5 Du siehst ein Gewitter in der Ferne. Zwischen dem Blitz und dem Donner vergehen 6 Sekunden. Wie weit ist das Gewitter etwa entfernt? Wie rechnest du die Entfernung des Gewitters aus? Kannst du eine Anleitung angeben? A6 Wie weit ist die Felswand entfernt, wenn zwischen Ruf und Echo drei Sekunden verstreichen? Begründe deine Antwort: Zeichne deine Überlegungen in die Skizze ein. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
13 Vom Schall und vom Hören Das tönende Backrohrgitter (Versuch zu zweit) Material: Backrohrgitter mit zwei daran befestigten Wollfäden, Bleistift Eine Person wickelt die Enden der beiden Wollfäden um beide Zeigefinger. Sie steckt die Finger in beide Ohren und beugt sich vor. Das Backrohrgitter soll frei schwingen können. Die zweite Person streicht mit dem Bleistift über das frei hängende Backrohrgitter. Was hört die erste Person? Was hört die zweite Person? Findet eine Erklärung für die unterschiedlichen Hörerlebnisse. Handy unter Wasser Drehe den Klingelton deines Handys auf. Verpacke es in einem wasserdichten Gefrierbeutel (zB Zipp-Beutel). Halte das verpackte Handy in einem Waschbecken unter Wasser. Achtung, dein Handy darf nicht nass werden! Kannst du den Klingelton noch hören? Versuche eine Erklärung. Das Schnurtelefon ( Schulbuchseite 25, V3) – weiterführende Untersuchungen a) Was geschieht, wenn die Schnur nicht gespannt ist? b) Was geschieht, wenn eine dritte Person die gespannte Schnur hält? c) Führt noch weitere Untersuchungen an der Schnur durch. Denkt dabei daran, was ihr im Schulbuch auf den Seiten 8–13 gelernt habt. Dokumentiert eure Versuche und Ergebnisse auf einem Notizblatt. Macht Versuchsskizzen dazu. A7 Im Keller wird an der Heizung gearbeitet. Man hört selbst leichte Schläge im ganzen Haus. Erkläre. A8 a) Wenn du etwas genauer verstehen willst, hältst du dir die Hand ans Ohr. Weshalb kannst du dann besser hören? Stelle eine Vermutung auf. b) Um besser hören zu können, verwendete der schwerhörige Komponist Ludwig van Beethoven (1770–1827) ein Hörrohr. Kannst du mit einem Trichter am Ohr genauer hören? Probiere aus. Warum hört man mit einem trichterförmigen Hörrohr besser? Was vermutest du? V1 V2 V3 gespannte Schnur (z B 5 m) Jogurtbecher Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
14 2 Schulbuchseiten 26–27 Wie hohe und tiefe Töne entstehen A1 Kreuze die richtigen Antworten an. Wenn ein Schallsender schneller schwingt, wird der erzeugte Ton tiefer, höher, nicht verändert. Bei höherer Frequenz ist der Ton höher, tiefer. Bei niedrigerer Frequenz schwingt der Schallsender schneller, langsamer. A2 Entstehen hohe oder tiefe Töne bei einem Saiteninstrument? Kreuze an. dicke Saite hoher Ton, tiefer Ton dünne Saite hoher Ton, tiefer Ton Saite wird stärker gespannt. hoher Ton, tiefer Ton Saite wird weniger gespannt. hoher Ton, tiefer Ton lange Saite hoher Ton, tiefer Ton kurze Saite hoher Ton, tiefer Ton A3 Ist ein Ton mit 25 000 Hz für einen Menschen hörbar? Erkläre. A4 Setze die richtigen Begriffe aus dem Kasten ein. Welcher Begriff bleibt übrig? höher – höher – langsamer – langsamer – schneller – tiefer – niedriger Je höher ein Ton ist, desto ist seine Frequenz. Je tiefer ein Ton ist, desto schwingt der Schallsender. Je kürzer du eine Gitarrensaite durch Niederdrücken mit dem Finger machst, desto wird der von der Saite erzeugte Ton. Ist die Saite schwach gespannt, so schwingt sie mit Frequenz und ihr Ton ist . Der angesungene Luftballon Blase einen Luftballon auf und verknote ihn. Halte den Ballon mit beiden Händen vor dein Gesicht und singe einen Ton. Beschreibe was du in den Händen spürst. Singe hohe und tiefe Töne. Was spürst du in den Händen? Halte den Ballon vor einen Lautsprecher, aus dem Musik spielt. Beschreibe, was du in den Händen spürst. V1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
15 Vom Schall und vom Hören Die Gummiring-Schachtel: Dokumentiere deine Untersuchung im Physikheft. Material: kleine feste Kartonschachtel (ohne Deckel), 3 verschieden dicke und lange Gummiringe Spanne die Gummiringe über die offene Schachtel. Zupfe die Gummiringe mit einem Finger an. • Welcher Gummiring gibt einen hohen, tiefen oder keinen Ton? • Wie kannst du die Tonhöhe eines Gummirings gezielt verändern? Probiere eine Melodie zu spielen. Verändere bei deiner Untersuchung immer nur eine Versuchsbedingung (Variable, Schulbuchseiten 12–13). Die tönenden Flaschen Fülle mehrere gleiche Glasflaschen unterschiedlich hoch mit Wasser. a) Hänge die Flaschen mit einer Schnur auf. Klopfe die Flaschen zB mit einem Kochlöffel an. Welche Flasche erzeugt den höchsten, welche den tiefsten Ton? Probiere und erkläre. b) Stelle die Flaschen vor dich hin. Blase über die Flaschenöffnungen und erzeuge so einen Ton. Welche Flasche erzeugt den höchsten, welche den tiefsten Ton? Probiere und erkläre. Singen und pfeifen: Dokumentiere deine Beobachtungen im Physikheft. Für diesen Versuch brauchst du eine Oszilloskop-App auf deinem Smartphone oder Tablet. a) Singe einen Vokal – am besten „o“ oder „u“ – in unterschiedlichen Tonhöhen. Lege deine Fingerspitzen dabei leicht an deinen Kehlkopf. Was spürst du? Probiere nun unterschiedliche Tonhöhen zu pfeifen. Was spürst du jetzt am Kehlkopf? b) Singe die Vokale a, e, i, o, u in einer Tonhöhe, die dir angenehm ist. Betrachte dabei die Schaubilder auf der Oszilloskop-App. Was fällt dir auf? Probiere die Schaubilder für jeden Vokal ungefähr nachzuzeichnen. Vergleiche mit den Schaubildern anderer Personen. Sehen sie gleich aus? c) Singe und pfeife hohe und tiefe Töne. Betrachte dabei die Oszilloskop-App. Wie viel Hz haben deine höchsten und tiefsten Töne? Singen: höchster Ton bei etwa Hz; tiefster Ton bei etwa Hz Pfeifen: höchster Ton bei etwa Hz; tiefster Ton bei etwa Hz V2 V3 V4 a e i o u Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
16 2 Schulbuchseiten 28–29 Wie laute und leise Töne entstehen A1 Kreuze die richtigen Aussagen an und setze die richtigen Begriffe ein. Lauten Schall hörst du, wenn die Luft schnell, stark schwingt. Bei einem hohen leisen Ton schwingt der Schallsender schnell und stark, langsam und stark, schnell und schwach. Der Schalldruckpegel wird in (dB) angegeben. Unterhalb der Hörgrenze, Hörschwelle, Hörstufe von dB wird unser Trommelfell nicht zum Schwingen gebracht. Wir können den Schall nicht wahrnehmen. Bei etwa 60 dB empfinden wir den Schall als leise, laut, unerträglich, schmerzhaft. A2 Gezeichnete Töne: Wie könntest du diese Töne beschreiben? a) hoher leiser Ton tiefer leiser Ton hoher lauter Ton b) hoher leiser Ton tiefer leiser Ton hoher lauter Ton c) Ein Ton wird lauter und höher. Ein Ton wird nur lauter. Ein Ton wird nur höher. d) Zeichne ein Diagramm, bei dem ein lauter Ton leiser und auch höher wird. A3 Eine Schallgeschichte: Ordne die Buchstaben der Schallbilder der Geschichte zu. Bei Opa klopft es dreimal an der Tür. ( ) Er macht die Tür auf und sieht David, der sehr laut weint. ( ) „Sssssssssch!“, versucht Opa ihn zu beruhigen. ( ) David hat sich beim Spielen im Garten wehgetan. Opa nimmt ihn in den Arm und singt ihm ein leises Lied. ( ) Nach kurzer Zeit schläft David ein. Jetzt ist es ganz ruhig im Haus. ( ) Es dauert nicht lange und Opa wird auch müde und schläft ein. Durch sein Schnarchen ist es jetzt nicht mehr so leise. ( ) A B C D E F Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
17 Vom Schall und vom Hören A4 Trage die gesuchten Begriffe ein. Schreibe Umlaute als Umlaute. Die Buchstaben in den markierten Feldern ergeben ein Lösungswort, wenn du sie in die richtige Reihenfolge bringst. 1 2 1 Bei einer Explosion hörst du einen . 2 Bei einem überlagern sich viele verschiedene Frequenzen. 3 Instrumente erzeugen . 4 Eine Schwingung mit nur einer Frequenz ist ein . 5 dB ist die Abkürzung für . 6 Störende Geräusche nennen wir . 7 60 dB bezeichnen wir als . 8 30 dB bezeichnen wir als . 9 Bei starkem Lärm sollte man einen tragen. 3 9 7 4 4 5 10 2 6 8 7 3 8 1 9 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A5 Lies den Text aufmerksam durch und markiere wichtige Stellen. Beantworte anschließend die Fragen in deinem Physikheft. So schädlich sind Kopfhörer für deine Ohren Anziehen, Kopfhörer auf und ab in die Schule. Mit Musik in den Ohren verlassen viele Jugendliche das Haus. Das macht Spaß und hält den störenden Straßenlärm fern. Schließlich kann man ja lauter drehen. Da beginnt das Problem: Bei Kopfhörern wird gerne ein Schalldruckpegel (eine „Lautstärke“) von 85 dB überschritten. Das ist so laut wie ein Rasenmäher oder ein Staubsauger. Trifft der Schall ins Ohr, wird er über das Trommelfell und die Gehörknöchelchen zur Gehörschnecke geleitet. Die Haarzellen in der Gehörschnecke stellen jedoch ihre Arbeit ein, wenn der Druck zu groß ist. Bei ständiger Belastung der Haarzellen mit Schalldruckpegeln von 80–85 dB können Hörminderungen oder pfeifende Ohrgeräusche („Tinnitus“) entstehen. Personen, die mit Lärm arbeiten, müssen daher regelmäßig Hörtests durchführen, um bleibende Hörschäden zu vermeiden. Unsere Ohren passen sich auch der Lautstärke an: Je länger wir zB Musik mit einer bestimmten Lautstärke hören, desto leiser klingt sie für uns. Deshalb stellen wir die Kopfhörer immer lauter. Nach langem, lautem Musikhören mit Kopfhörern – und auch bei Konzerten – hörst du nur gedämpft. Die Haarzellen in der Gehörschnecke arbeiten nicht mehr richtig und leiten nicht mehr alle Töne weiter. Deshalb solltest du deinen Ohren anschließend einige Stunden Ruhepause gönnen – ohne Radio, ohne Telefonieren und ohne Straßenlärm. Danach arbeiten die Haarzellen wieder und leiten alle Geräusche wieder ans Gehirn weiter. • Warum können gerade Kopfhörer unser Gehör besonders belasten? • Was passiert im Gehör bei hohen Schalldruckpegeln? • Wie kann sich dein Gehör wieder erholen? A6 Verwendest du selbst Kopfhörer? Überlege, ob es Situationen im Alltag gibt, wo die Verwendung von Kopfhörern gefährlich werden kann. Welche Schlüsse ziehst du daraus für dein Handeln? A7 Susanna geht gerne im Wald spazieren. Heute hat sie ihre Kopfhörer vergessen. Daher spielt sie die Musik über die Lautsprecher ihres Smartphones ab. Ihre Lieblingsmusik dreht sie besonders laut auf. „Das stört sicher niemanden!“, denkt sie sich. Hat sie damit recht? Überlege, wie sich das laute Musikhören auf zB Tiere auswirken kann. Kann sie mit ihrem Verhalten vielleicht auch andere Menschen stören? Verfasse eine Antwort auf Susannas Aussage. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
18 2 Schulbuchseiten 30–31 Physik im Alltag: Musikinstrumente sind besondere Schallsender A1 Welche Fachbegriffe passen zu welchen Arten von Musikinstrumenten? Setze die Begriffe aus dem Kasten richtig ein. Ordne auch die verschiedenen Musikinstrumente richtig zu. Schreibe dazu die Buchstaben der Fachbegriffe neben das Musikinstrument. Aerophone (A) – Chordophone (C) – Elektrophone (E) – Idiophone (I) – Membranophone (M) Saitenklinger ( ) Fellklinger ( ) Luftklinger ( ) Selbstklinger ( ) Elektrische Instrumente ( ) Pfeife Orgel Gitarre E-Bass Trommel Triangel Xylophon Schellenkranz Synthesizer Flöte Geige Trompete Glocke Chello E-Piano Klavier Whirly – Der tönende Rippenschlauch Im Baumarkt bekommst du gerippte Kunststoffschläuche zum Verlegen von elektrischen Leitungen oder zum Befüllen von Swimmingpools. Schlauchdurchmesser: etwa 20–35 mm. Schneide davon etwa 1 m ab. a) Halte ein Schlauchende in der Hand. Drehe den Schlauch über deinem Kopf. Achte darauf, dass du dazu genug Platz hast. Durch das Schleudern bewegt sich die Luft durch den Schlauch. Bei bestimmten Geschwindigkeiten der Luft wird sie durch die Rippen zum Schwingen gebracht. Ein Ton entsteht. b) Wie viele verschiedene Töne kannst du auf dem Whirly spielen? Was musst du tun, um die Tonhöhe zu verändern? c) Arbeitet zu zweit. Wie viele Sekunden brauchen 10 Umdrehungen beim 1. (tiefsten), beim 2., 3. … Ton? Messt die Zeit mit der Stoppuhr am Handy. 1. Ton: s für 10 Umdrehungen 2. Ton: s für 10 Umdrehungen 3. Ton: s für 10 Umdrehungen 4. Ton: s für 10 Umdrehungen A2 Karins Nachbar ist beruflich Musiker. Er spielt Klavier in einem Orchester. In Karins Wohnung kann man die Musik noch gut hören. Karin gefällt die Musik, manchmal ist sie aber auch störend. Vor allem, wenn ihr Nachbar spät am Abend spielt oder im Sommer die Fenster offen sind. Überlegt zu zweit, wie Karin mit der Situation umgehen könnte. V1 Film yb6x42 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
19 Vom Schall und vom Hören Hören mit den Knochen Deine Knochen leiten den Schall schneller als die Luft. Den von den Schädelknochen aufgenommenen Schall kannst du besonders gut hören. Die Gehörknöchelchen und die Gehörschnecke werden durch die schwingenden Schädelknochen zum Bewegen gebracht. Probiere folgende Versuche zum Knochenhören aus. a) Summe einen leisen Ton. Halte dir dabei ein Ohr zu. Was bemerkst du? b) Halte dir das untere Ende einer Gabel oder Stimmgabel an den Kopf. Schlage sie mit einem Stift an. An welcher Stelle des Kopfes hörst du sie am besten? c) Höre mit einem Kopfhörer Musik. Setze den Kopfhörer an verschiedenen Stellen deines Kopfes an. An welcher Stelle deines Kopfes (außer am Ohr) hörst du die Musik am besten? d) Suche im Internet: Wie heißt der Schädelknochen, auf dem du am besten „Knochenhören“ kannst? Wie funktioniert ein „Knochenleitungshörgerät“? A1 „Hörhilfen sind wichtig für unsere Gesellschaft. Sie ermöglichen Menschen mit Hörverlust eine Verbesserung ihrer Lebensqualität.“ Welche Vorteile brachte die Entwicklung von Hörgeräten für unsere Gesellschaft? Beachte die Auswirkungen auf die Lebensqualität, die Kommunikation, den Berufsalltag, die Sicherheit und die Bildung von Menschen mit Hörverlust. Gestalte eine Mindmap zu diesem Thema. A2 Am Hauptplatz der Stadt Leisenkirchen gibt es neben einer Volks- und Mittelschule einen kleinen Park. Dort treffen sich am Abend gerne Jugendliche. Dabei kann es ziemlich laut werden. Es gibt einige Beschwerden von Bewohnerinnen und Bewohnern. Die Bürgermeisterin der Stadt lässt daher einen Ultraschallgenerator am Hauptplatz anbringen, der die ganze Zeit eingeschaltet ist. Dieses Gerät erzeugt sehr hohe, unangenehme Töne, die nur Kinder und Jugendliche wahrnehmen können. Sie sollen die Jugendlichen vertreiben. Erwachsene hören die Töne nicht. Diskutiert in der Klasse: • Was ist eure Meinung zum Einsatz des Ultraschallgenerators? • Welche Probleme können dadurch entstehen? • Was wäre eurer Ansicht nach das richtige Vorgehen in dieser Situation? V1 Schulbuchseiten 32–33 Physik im Alltag: Wissenswertes über Schall Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
20 3 Schulbuchseiten 38–39 Licht macht Vieles sichtbar A1 a) Welche Lichtsender (Lichtquellen) und wie viele davon hast du bei dir zuhause? Damit du dir sicher bist, um welche Lichtsender es sich handelt, kannst du im Internet passende Bilder suchen. Verwende zum Beispiel diese Suchbegriffe: Glühlampe, Halogenlampe, Leuchtstoffröhre, LED-Lampe. Trage die Anzahl als Strichliste ein. Tipp: Auch die Lichtsender von Taschenlampen … zählen dazu. Glühlampe Halogenlampe Leuchtstoffröhre LED-Lampe Kerze Sonstige b) Stelle dein Ergebnis in einem Balkendiagramm dar. c) Warum werden Kerzen in vielen Ländern nicht mehr zur Beleuchtung verwendet? Besprecht in der Gruppe und sammelt eure Argumente. A2 a) Betrachte das Diagramm rechts. Beantworte die folgenden Fragen in deinem Physikheft. • Was zeigt das Diagramm an? • Wie hoch war im Jahr 2004 der Anteil der Weltbevölkerung, der Zugang zu elektrischem Strom hatte? • Wie hat sich der Zugang zu elektrischem Strom zwischen den Jahren 2000 und 2021 geändert? b) Auch heute leben weltweit hunderte Millionen Menschen ohne elektrischen Strom und daher auch ohne elektrisches Licht. Überlege, wie dein Leben ohne elektrischen Strom aussehen würde. Gut beleuchtet? Gut geblitzt? Suche dir einen farbigen Gegenstand. Beleuchte ihn mit unterschiedlichen Lichtsendern. Verwende zB Kerzenlicht, das Licht einer Schreibtischlampe, Raumlicht, Tageslicht. Mache jeweils ein Foto mit dem Handy. Verwende einmal auch das Blitzlicht des Handys. Vergleiche die Fotos. Welche Lichtsender sind für die Beleuchtung gut geeignet? Welche nicht? Beachte dabei zB die Bildhelligkeit, die Farben des Gegenstandes, störende Schatten … Notiere die Beobachtungen in deinem Physikheft. Bewerte die Fotos und ihre Beleuchtungsarten. Welches Licht bevorzugst du für deine Bilder? Glühlampe Halogenlampe Leuchtstoffröhre LED-Lampe Kerze Sonstige Anzahl 5 10 15 20 25 30 35 82 % 80 % 78 % 90 % 92 % 88 % 86 % 84 % 2000 ’02 ’04 Jahr Anteil der Weltbevölkerung, der Zugang zu elektrischem Strom hat ’06 ’10 ’14 ’18 ’08 ’12 ’16 ’20 2022 V1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
21 Vom Licht und vom Sehen A3 Teste dein Wissen! a) Ein Gegenstand ist für uns nur dann sichtbar, wenn er Licht reflektiert, er selbst Licht erzeugt, Licht vom Gegenstand in unsere Augen gelangt. Wenn eine elektrische Lampe eingeschaltet wird, dann sendet sie immer unterschiedlich viel Licht aus, sendet sie jeden Moment die gleiche Menge Licht aus, sendet sie nur am Anfang kurz Licht aus. b) Entscheide, in welcher Zeichnung Victor seinen Hund sehen kann. Begründe deine Entscheidung. Bei Bild kann Victor den Hund sehen. Begründung: c) Ordne die Begriffe und Satzteile richtig zu. Verbinde mit Bleistift und Lineal. Augen sind aufnehmen reflektieren Sonne, Blitze absorbieren Empfänger für Licht. Ein Lichtsender Glühlampe, LED-Lampe, Kerze Ein Zwischensender erzeugt selbst Licht. natürliche Lichtsender zurückwerfen künstliche Lichtsender sendet das Licht des Lichtsenders weiter. d) Lise möchte das Paket sehen. Zeichne eine Lampe ein. Wie kommt das Licht zu Lise? Zeichne mithilfe von Pfeilen den Weg des Lichts ein. a b c d e f Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
22 3 Schulbuchseiten 40–41 Über die Lichtausbreitung A1 Clemens stellt eine Kiste mit Löchern über eine Lampe. An welchen Stellen des Zimmers wird er Lichtflecken sehen? Zeichne den Verlauf der Lichtbündel (Lichtkegel) mit Lineal und Bleistift ein. Beginne in der Mitte der Lampe. In welcher Farbe willst du die Lampe leuchten lassen? Male den Bereich des Lichtweges in dieser Farbe an. Warum wird Clemens die Lichtkegel in seinem Zimmer kaum sehen können? Weshalb sind die Lichtflecken unterschiedlich hell? A2 In den Kisten sind 2 Lampen befestigt. Zeichne die Lichtbündel (Lichtkegel) der Lampen, die aus den Löchern austreten. Beginne in der Mitte der Lampen. An welchen Stellen werden die Lichtflecken an der Wand gesehen? A3 Emily findet, dass die neue Lampe über dem Esstisch nicht so toll ist. „Die leuchtet ja gar nicht alles aus!“, meint sie. Ihre Mama sagt: „Aber ich habe doch eine helle Lampe eingeschraubt!“ Zeichne den Lichtkegel ein. Warum ist Emily nicht zufrieden? Wie könnte die Beleuchtung des Esstisches verbessert werden, ohne dass eine neue Lampe gekauft werden muss? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
23 Vom Licht und vom Sehen A4 Mara und Parsa planen einen Radausflug. Sie überprüfen ihre Scheinwerfer. Sie sollen 10 Meter weit leuchten. Zeichne den Lichtkegel von Maras Scheinwerferlicht fertig. Welcher Bereich der Straße wird gut beleuchtet? Muss der Scheinwerfer neu eingestellt werden? Wie werden Fahrradscheinwerfer richtig eingestellt, damit sie die Straße gut ausleuchten und auch den Gegenverkehr nicht blenden? Suche dazu Informationen im Internet. Überprüfe die Lichter deines Fahrrades. Sind sie richtig eingestellt? A5 Lichtgeschwindigkeit: Das Licht strömt in 1 Sekunde etwa km weit. Das ist fast die Entfernung von der Erde zur Sonne, zum Mond, zum Mars. Die Andromeda-Galaxie ist 2,7 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Alan denkt: „Das ist sehr weit weg! Da braucht man mit einem Raumschiff 2,7 Millionen Jahre um dort anzukommen!“ Hat Alan richtig gedacht? Was bedeutet die Angabe „Lichtjahre“? Der Stern „Earendel“ (altenglisch für Morgenstern) wurde im Jahr 2022 als von uns weitest entfernter Stern entdeckt. Er ist etwa 12,9 Milliarden Lichtjahre entfernt. „Mittlerweile dürfte aber nicht mehr viel von ihm übrig sein! Er ist vor langer Zeit explodiert.“, meint eine Wissenschaftlerin. Warum konnte Earendel trotzdem mit einem Teleskop entdeckt werden? Besprecht eure Überlegungen. Denkt dabei daran, was ihr über die Ausbreitung von Licht gelernt habt. Macht Notizen dazu in euer Physikheft. A6 In deinem Zimmer ist es dunkel. Du schaltest die Lampe ein. Welche der folgenden Aussagen ist richtig? Das Licht der Lampe strömt sofort auf die Zimmerwände. Es benötigt dazu keine Zeit. Die am weitesten entfernte Zimmerwand ist am hellsten beleuchtet. Das Licht der Lampe strömt mit sehr kleiner Verzögerung auf die Zimmerwände. Diese sehr kleine Verzögerung kann man jedoch nicht wahrnehmen. Die Zimmerwände in der Nähe der Lampe sind am hellsten beleuchtet. Das Licht der Lampe strömt erst nach etwa 5 Sekunden auf die Zimmerwände. Alle Zimmerwände sind gleich hell beleuchtet. Es ist egal, wie weit sie entfernt sind. Manchmal kannst du beim Einschalten einer Lampe eine Verzögerung zwischen dem Drücken des Schalters und dem Leuchten der Lampe feststellen. Ist dafür die Lichtgeschwindigkeit verantwortlich? 0m 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
24 3 Schulbuchseiten 42–43 Geradlinige Lichtausbreitung – Die Lochkamera A1 Karo und Martin schauen durch Löcher im Bretterzaun auf eine Blumenwiese. a) Karos Guckloch ist kleiner. Sie geht mit dem rechten Auge ganz nah hin (rote Markierung). Martin meint zu Karo: „Mein Guckloch ist größer! Da brauch’ ich mich nicht so nah zum Bretterzaun stellen und seh’ genauso viele Blumen wie du!“ Hat Martin recht? Zeichne das Sichtfeld mit Lineal und Bleistift ein. Wie viele ganze Blumen sehen Karo und Martin? b) Wie viele ganze Blumen sieht Martin, wenn er genauso nah zu seinem Guckloch geht wie Karo? A2 Rafael betrachtet eine Kerzenflamme mit seiner Lochkamera. Dabei verändert er die Position der Lochkamera. a) Wie groß wird er die Flamme auf dem Bildschirm sehen können? Zeichne mit Lineal und Bleistift. Wähle geeignete Leuchtpunkte. Zeichne auf dem aufgeklappten Bildschirm (rechts) das Lichtbild der Kerzenflamme. b) Warum kann er bei der dritten Position die Flamme nicht gut erkennen? Karo Martin Position 1 Position 2 Position 3 Bildschirm Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
25 Vom Licht und vom Sehen Ein Loch im Schuhkarton ( Schulbuchseite 43, V3) Zeichne mit Lineal, Bleistift und Buntstiften, wie das Lichtbild auf dem Bildschirm entsteht. Die drei farbigen Lampen sind als farbige Leuchtpunkte dargestellt. Bei der rechten Schachtel überlagern sich die farbigen Bildflecken am Bildschirm. Welche Lichtfarbe haben die überlagerten Bereiche? Probiere aus und zeichne das Versuchsergebnis. Die Chipsdosen-Lochkamera Material: Chipsdose (gereinigt), schwarzes Naturpapier (30 x 30 cm), Transparentpapier (Seidenpapier), Schere, Klebeband, Pinnwandnadel CHIPS Stich mit der Pinnwandnadel ein Loch in die Mitte des Bodens der Chipsdose. Mach aus dem Naturpapier eine Röhre, die genau in die Dose passt. Klebe sie mit Klebeband zusammen. Aus dem Transparentpapier schneidest du einen Kreis aus. Befestige ihn mit Klebeband auf der Röhre. Mit eingeschnittenen Laschen kannst du den Papierkreis besser ankleben. Schiebe die Röhre in die Dose. Wenn du durch die Röhre schaust, kannst du ein umgedrehtes Lichtbild auf dem Transparentpapier sehen. a) Betrachte mit deiner Lochkamera eine leuchtende Lampe oder eine Kerzenflamme. Wie verändert sich das Lichtbild, wenn du die Röhre verschiebst? Beschreibe. b) Was kannst du gut durch deine Lochkamera sehen? Was kannst du nicht gut sehen? c) Probiert zu zweit die Lichtbilder der Lochkamera mit dem Handy zu fotografieren oder zu filmen. Stellt die Fotos oder Videos der Klasse vor. Können andere erkennen, was ihr fotografiert oder gefilmt habt? V1 Lampe 1 Lampe 2 Lampe 3 Lampe 1 Lampe 2 Lampe 3 V2 CHIPS Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
26 3 Schulbuchseiten 48–49 Licht und Schatten A1 Ein Ball wirft einen Schatten an die Wand. a) Zeichne den Selbstschatten des Balles und den Schattenraum ein. Zeichne bei Aufgaben dieser Seite die Linien für den Lichtweg von der „Mitte“ der Lampe aus. b) Beschrifte die Zeichnung mit folgenden Begriffen: Selbstschatten, Lichtsender, Schattenraum, Schattenbild. A2 Bei welcher Hand entsteht das größte Schattenbild an der Wand? Zeichne mit Lineal und Bleistift. Male den Schattenraum an. A3 Die verschiedenen Gegenstände werden von einer Lampe beleuchtet. Zeichne die Schattenbereiche ein. Male die Schattenräume und den beleuchteten Bereich an. Wähle die Lichtfarbe selbst. A4 Zeichne die Schattenbereiche des Gegenstandes ein. Er wird von zwei Lampen beleuchtet. Wo befinden sich Halbschatten und Kernschatten? Beschrifte mit H und K. Male die Schattenräume grau und den beleuchteten Bereich mit einer beliebigen Lichtfarbe an. Wand B A C Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
27 Vom Licht und vom Sehen A5 Karol ist mit seiner Schreibtischbeleuchtung unzufrieden. Was stört ihn daran? Was kann er ändern? A6 Valerie hat eine Landschaft bei Sonnenuntergang gezeichnet. a) Wie muss sie den Schatten des Baumes auf den Boden zeichnen? Zeichne ein. b) Kann sie bei diesem Sonnenstand den Schatten der Baumkrone sehen? A7 Der Würfel und die Kugel werden jeweils von einer Lampe beleuchtet. Zeichne Selbstschatten und Schattenbild mit Bleistift ein. Die Gegenstände sollen einen 3D-Effekt bekommen. A8 Zu welcher Jahreszeit und Tageszeit kann dieses Foto gemacht worden sein? Woran erkennst du das? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
28 3 Schulbuchseiten 50–51 Physik im Alltag: Schatten im Weltall A1 Beschrifte die Zeichnung der Erde mit den Begriffen aus dem Kasten. An welchem Tag könnte die Erde hier dargestellt sein? 1. Jänner 1. Juli 1. November 1. Dezember Äquator Dämmerung Erdachse Nacht Sommer Tag Winter A2 Die Eltern von Ulla planen ihren Urlaub in den Sommerferien. Ullas Mutter würde gerne einmal die Städte Canberra und Yokohama sehen. Ihr Vater will lieber nach Reykjavik, Quito oder Rio Gallegos. Ulla hat keine Ahnung, wo diese Städte sein sollen. Sie schaut im Internet nach und zeichnet die Städte auf einer Weltkarte ungefähr ein. Hilf ihr dabei. Trage die Ziffern der Städte (siehe Kasten) auf der Karte ein. Ulla fragt sich: „Ist in diesen Städten zu dieser Zeit gerade Sommer oder Winter?“ Sie betrachtet ihre Karte und sagt zu ihren Eltern: „In einer dieser Städte ist weder Sommer noch Winter. Dort will ich hin!“ Was meint sie damit? Welche Stadt könnte das sein? 1. Canberra: 2. Quito: 3. Reykjavik: 4. Rio Gallegos: 5. Yokohama: Sommer Winter Sommer Winter Sommer Winter Sommer Winter Sommer Winter A3 Wie lange dauern Jahre und Tage auf anderen Planeten des Sonnensystems? Wie viele Monde haben sie? Suche die Informationen im Internet. (Die Darstellung des Sonnensystems ist nicht maßstabsgetreu.) Merkur: Venus: Mars: Jupiter: Saturn: Uranus: Neptun: Jahr: , Tag: , Monde: Jahr: , Tag: , Monde: Jahr: , Tag: , Monde: Jahr: , Tag: , Monde: Jahr: , Tag: , Monde: Jahr: , Tag: , Monde: Jahr: , Tag: , Monde: Äquator Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
29 Vom Licht und vom Sehen A4 Schreibe die Buchstaben der Mondphasen richtig unter die Bilder. Sie ergeben ein Lösungswort. S … Neumond U … Vollmond L … abnehmender Sichelmond E … zunehmender Sichelmond O … abnehmender Halbmond A … zunehmender Halbmond P … abnehmender Dreiviertelmond N … zunehmender Dreiviertelmond Lösungswort: A5 Die Mondphasen: Betrachte die Abbildung und füge die richtigen Ziffern ein. Neumond bei Nr. abnehmende Monde bei Nr. bis zunehmende Monde bei Nr. bis Halbmond bei Nr. und abnehmender Sichelmond bei Nr. zunehmender Dreiviertelmond bei Nr. Welche Mondphase passt zu welcher Stellung (1–8)? Der Tennisball-Mond ( Schulbuchseite 51, V3) Führe den Versuch aus dem Schulbuch durch. Halte dein Handy in der anderen Hand und filme die „Mondphasen“. a) In welche Richtung musst du dich drehen, damit du „zunehmende“ und „abnehmende Monde“ in der richtigen Reihenfolge siehst? im Uhrzeigersinn gegen den Uhrzeigersinn b) Woran erkennst du, dass du eine „Sonnenfinsternis“ und eine „Mondfinsternis“ erzeugst? A6 Sonnen- und Mondfinsternis: Richtig oder falsch? Kreuze an. richtig falsch Bei einer Mondfinsternis fällt der Erdschatten auf den Vollmond. Bei einer Mondfinsternis fällt der Mondschatten auf die Erde. Bei einer Sonnenfinsternis steht die Erde zwischen Mond und Sonne. Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond zwischen Sonne und Erde. A7 Merkur, Venus, Mars und Jupiter sind von der Erde aus am Nachthimmel gut zu erkennen. Warum kannst du am 31. Mai 2028 nur den Jupiter sehen? 1 2 3 4 6 7 8 5 Sonnenlicht V1 31. Mai 2028 Mars Erde Venus Merkur Jupiter Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
30 4 Schulbuchseiten 58–59 Das Reflexionsgesetz an glatten Flächen A1 Das Reflexionsgesetz: Beschrifte die Zeichnung mit den Begriffen aus dem Kasten. einfallendes Lichtbündel – Reflexionswinkel β – Lot – reflektiertes Lichtbündel – Einfallswinkel α – Spiegel A2 Bei welchem Spiegel ist der Verlauf des Lichtwegs richtig eingezeichnet? Kreuze an. Verwende den Winkelmesser eines Geodreiecks. Zeichne zuerst das Lot ein. Verlängere den Lichtweg, damit du richtig messen kannst. A3 Zeichne den Weg des reflektierten Lichtkegels der Taschenlampe richtig ein. Welcher Kreis wird vollständig angeleuchtet? A4 Zeichne den Weg der reflektierten roten und blauen Lichtbündel nach dem Reflexionsgesetz ein. Verwende ein Geodreieck. Zeichne zuerst das Lot auf die Spiegelfläche. a) b) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
31 Der Lichtweg wird verändert A5 Winkelspiegel: Wohin werden die roten und blauen Lichtbündel reflektiert? Zeichne die Lichtwege mithilfe des Reflexionsgesetzes ein. A6 Professor Kurt Knebel beobachtet Sterne durch sein Fernrohr. Allerdings muss das Sternenlicht zuerst sein Spiegelkabinett durchlaufen. Welchen Stern beobachtet Professor Knebel? Verfolge das Licht, das in das Fernrohr fällt. Löse die Aufgabe mit dem Reflexionsgesetz so genau wie möglich. Der Sonnen-Fingerwärmer Material: Kaffeefilter (Größe 4), Aluminiumfolie, Schere, Alleskleber Schneide die gefalzten Ränder des Kaffeefilters ab und klappe den Kaffeefilter auf. Klebe ihn auf die nicht spiegelnde Seite der Aluminiumfolie. Klebe den Kaffeefilter wieder zu einem spitzen Trichter zusammen. Die Aluminiumfolie soll innen sein. Schneide unten in die Spitze deines Trichters ein Loch. Es soll so groß sein, dass dein Finger hindurch passt. Stecke deinen Zeigefinger von außen durch das Loch und strecke ihn aus. Zeige mit dem Finger genau zur Sonne. Wird dein Finger wärmer? Wie kannst du die Erwärmung deines Fingers erklären? a) b) 6. 8. 7. 5. 4. 3. 2. 1. V1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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