Optik 3.2: Licht und Schatten
Bei einer Verdopplung der Stablänge verdoppelt sich auch die zugehörige Schattenlänge! Dieses Gesetz heißt Strahlensatz.
Der Schatten eines Gegenstandes hängt von der Art der Beleuchtung und der Form des Gegenstandes ab. Die Kinder haben gelernt, dass, wenn die Beleuchtung sich nicht ändert, man aus dem Verhältnis der Schattenlänge auf das Verhältnis der Größe der Gegenstände schließen kann. Dieses Gesetz heißt Strahlensatz. Ein einfaches Beispiel für die Anwendung des Strahlensatzes soll auf den antiken griechischen Philosophen und Mathematiker Thales von Milet zurückgehen. Dieser habe mit Hilfe eines Stabes durch Messung der Schattenlänge die Höhe der ägyptischen Cheopspyramide ermittelt.
Beschreibung
Material für die Kinder:
- zwei Stäbe (z. B. 10 cm und 20 cm lange Strohhalme)
- Knetgummi
- Taschenlampe
- ein Lineal
Material für den Betreuer:
- schwenkbare Schreibtischlampe.
Wir beleuchten mit der Lampe die mit Knetgummi befestigten Stäbe und beobachten den Schatten. Wird die Lampe bewegt, wandert auch der Schatten. Dazu gibt es nur eine Ausnahme. Findest Du sie?
Jetzt beleuchten wir beide Stäbe aus größerer Entfernung mit der Schreibtischlampe und messen ihre Schattenlänge.
Ergebnis: Wir machen eine Tabelle über Stab und Schattenlänge.
| Stablänge | Schattenlänge |
|---|---|
| 10 cm | 5 cm |
| 20 cm | 10 cm |
| ? | 20 cm |
Man sieht: Bei einer Verdoppelung der Stablänge verdoppelt sich auch die zugehörige Schattenlänge!
Dieses Gesetz heißt Strahlensatz. Das stimmt aber ganz genau nur, wenn die Lichtquelle weit genug entfernt oder die Lichtquelle sehr klein ist.
Ein einfaches Beispiel für die Anwendung des Strahlensatzes soll auf den antiken griechischen Philosophen und Mathematiker Thales von Milet zurückgehen. Dieser habe mit Hilfe eines Stabes durch Messung der Schattenlänge die Höhe der ägyptischen Cheopspyramide ermittelt.
Film: Im Unterricht
Film: Das Experiment
Film: Die Erklärung
