Brennweiten bestimmen?
Hi, ich habe während den Corona Ferien folgende Hausaufgabe bekommen:
Bestimme experimentelldie Brennweiten von drei unterschiedlich großen Wassertropfen. Fertigen Sie dazu ein Protokoll an
b) Ziehen Sie eine Schlussfolgerung aus den Ergebnissen von Aufgabe a), die im Alltag von großer Bedeutung sein kann. Begründen Sie.
Ich weiß aber leider nicht, was dabei gemacht werden soll (Aufbau etc.) und was ich überhaupt brauche. Im Internet steht nicht und natürlich kein Kontakt zu der Lehrerin.
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3 Antworten
Die Frage wäre ja erstmal: wie muß der Tropfen angeleuchtet werden, damit er wie eine Linse wirken kann? Überlege dazu, wie eine Glaslinse geformt ist, und von welcher Seite dazu das Licht kommt.
Jetzt denke noch mal darüber nach, warum LoverOfPi (liebt der Kuchen oder die Kreisberechnung?) ein Stück Glas verwendet hat. Das ist nämlich wesentlich.
Ich glaube der Fragesteller muß das auch zu Hause machen.
Statt Glas kannst Du auch etwas anderes Durchsichtiges verwenden, den glasklaren Deckel einer CD-Hülle zum Beispiel. Die Frage ist: von welcher Seite wirkt ein Wassertropfen wie eine Linse? Ich will halt nicht alles verraten...
Ja. Ich bezweifle aber, dass Du einen Brennpunkt bestimmen kannst. Ich denke, dass die Aufgabe so gedacht ist, dann man von oben den Tropfen durchleuchtet, und unterhalb den Brennpunkt sucht. Dazu kannst Du ein Blatt Papier darunter halten und langsam nach oben bewegen. Der Lichtfleck sollte kleiner werden und sich mehr oder weniger auf einen Punkt verengen.
Meinten Sie etwa so: https://www.gutefrage.net/frage/soll-das-ein-brennpunkt-sein ?
Auf dem verlinkten Bild erscheint mir der Tropfen sehr groß zu sein. Ist Deiner auch so groß? Der ist so breit gelaufen, dass sich gar keine Halbkugel ausbildet. Versuche mal, die Scheibe schön zu reinigen, und dann einen wirklich präzisen Tropfen draufzusetzen, der an den Rändern nicht ausfranst, und eine schöne Halbkugel bildet. das geht entweder mit einer Pipette, oder mit einem spitzen Gegenstand, einem angespitzten Streichholz oder so was.
Du brauchst etwas durchsichtiges Glas, Du brauchst eine Lichtquelle und Du musst jetzt die Entfernung bestimmen, in der Du mit dem Tropfen ein Bild erzeugen kannst.
Ich würde die Lichtquelle obendrüber haben. Der Tropfen soll ja nicht runterrutschen.
Die Herausforderung ist jetzt ein Aufbau, bei dem Du die Mattscheibe vertikal verschieben kannst und messen kannst, wie hoch sie ist. Hast Du Lego? Hast Du verschiedene Blöcke mit papier, die man verschieden dick machen kann?
Leider nicht. Was für ein Bild meinst du? Was soll den am Ende rauskommen (ich habe leider kein Plan)
Am Ende kommt eine Abhängigkeit der Brennweite von der Größe der Wassertropfen raus.
Du machst den Tropfen auf das Glas oben, dann misst Du den Abstand von einem Papier zum Glas, wenn Du auf dem Papier eine scharfe Abbildung der Linse bekommst. Das ist die ungefähre Brennweite.
Die ist von der Krümmung der Linse abhängig. Ich nehme an, dass größere Tropfen die gleiche Brennweite haben wie kleinere Tropfen, zumindest solange sie dicker sind als kleinere Tropfen, also ungefähr halbkugelförmig sind. Versuch das doch mal nachzumessen!
Ich bin jetzt erstmal weg. Probier es mal, das Zeug kann Spaß machen :-). Heute Abend kann ich vielleicht nochmal reinschauen.
Ich habe es jetzt gemacht:https://www.gutefrage.net/frage/soll-das-ein-brennpunkt-sein aber wie bestimmt man die Brennweite?
Uh das ist doch eine Aufgabe der Physikolympiade 10. Klasse! Die mussten wir auch machen. :D Das ist aber echt schwer zu erklären.. Wir haben in Dreierteams gearbeitet. Materialien gabs von den Lehrern... Jetzt musst du dir überlegen, wie du experimentell das Ganze bestimmen kannst! Wir hatten dazu: Wasser, Objektträger, eine Lampe und Bücher (Warum? Tipp: Um einen Brennpunkt zu erzeugen brauchen unterschiedliche Tropfen eine andere Höhe, wir haben damit die Objektträger auf verschiedenen Höhen fixiert! :) ) Wie du das Experiment nun genau aufbaust, und welche ähnlichen Materialien du verwendest überlasse ich dir. Ins Protokoll einfach den Aufbau schreiben (geht in Form einer Skizze), dazu Durchführung, Messungen und Beobachtungen. :) Daraus schaffst du es dann die b) zu Schlussfolgern.
Bitte auch daran denken, daß das Ergebnis auf jeden Fall ungenau sein wird, weil nur eine präzise geschliffene achromatische Linse überhaupt eine genau definierte Brennweite *hat*!
Eine nicht achromatische Linse hat schon mal für jede Lichtwellenlänge (=Farbe) eine andere Brennweite, und bei einem irgendwie gekrümmten Objekt wie einem Wassertropfen ist die Brennweite sowieso für jeden Einfallswinkel verschieden.
Deshalb kann so ein Experiment nur ein *ungefähres* Ergebnis liefern. Wenn die Messungen voneinander abweichen, dann ist das also nur normal. Nicht beunruhigen lassen, einfach für jeden Tropfen eine kleine Serie von Messungen machen und einen Durchschnittswert berechnen.
Falls Du es machen kannst: Die Messungen mit einfarbigem statt weißem Licht machen, z.B. mit einer roten Leuchtdiode (Fahrradrücklicht), dann kann die Messung genauer werden.
Olympiade? Wir haben es als eine Hausaufgabe in Einzelarbeit. Die Frage ist, woher ich einen Objektträger bekommen kann
Ja, die Physikolympiade :) Eine reihe an Aufgaben, die ein bisschen schwere als die Aufgaben aus dem Buch sind :). Ein Objektträger ist eigentlich einfach nur ein Stück Glas :) Ersetz es doch durch ein vergleichbares Objekt
Mache ich, habe aber noch eine Frage. Wie genau soll man dann den Brennwert messen?
Mhhm.. ich habe jetzt erst länger nachgedacht, ob ich dir den Tipp gebe, aber die Brennweite ist der Abstand zwischen Linse und Brennpunkt. :) Also wenn du es schaffst, dass auf dem Boden/Tisch/irgendwas, worauf du experimentierst der Brennpunkt ist, dann ist es der Abstand zwischen Tropfen und Boden. :)
bitte nochmal neu laden, habe was in einem Satz vergessen :)
Als Objektträger würde ich ein durchsichtiges steifes und ebenes Stück Plastikverpackung nehmen, z.B. den Deckel einer Frischkäsepackung.
Hi nochmal, entschuldige bitte die Störung, du bist aber der einzige, den ich was fragen kann. Ich habe paar Fotos eingefügt (siehe oben bei Frage, bin mir aber nicht sicher). Da es grob war, habe ich erstmal 2 Klorollen genommen, da sie gleich groß sind. Wäre die Brennweiten jetzt 96mm?
Als Bedeutung wäre es ja dann, dass das Wasser selbst wie eine Linse/Lupe wirkt
Das wäre nicht ganz die Bedeutung! :D Versuche mal zu übertragen, wie sich die Größe der Linse im Alltag auswirken kann
Ok, iwas funktioniert mit den Fotos nicht, schaue bitte nochmal in die Ergänzungen
Sry aber ich kann und weiß auch nicht was überhaupt der Brennpunkt hierbei sein soll oder wie man es hinbekommt.
Also ich bin nicht der eigentliche Fragesteller, muss aber dieselbe Aufgabe auch machen. Ich würde natürlich auch Glas verwenden, im Gegensatz zu ihm ist das bei mir eine Einzelarbeit zu Hause. Er hat die Materialien von seiner Lehrerin/Lehrer bekommen und durfte mit 2anderen arbeiten. Ich habe leider kein solches Glas bei mir